Tidak ada nilai yang disepakati, di antara fisikawan, untuk suhu maksimum yang mungkin. Di bawah tebakan terbaik teori fisika lengkap saat ini, itu adalah suhu Planck, atau 1.41679 x 1032 Kelvin. Ini berarti sekitar 2.538 x 1032° Fahrenheit. Karena teori fisika saat ini tidak lengkap, bagaimanapun, ada kemungkinan bahwa itu bisa lebih panas.
Jawaban yang diberikan fisikawan tipikal untuk pertanyaan ini akan bergantung pada pendapat implisitnya tentang kelengkapan kumpulan teori fisika saat ini. Suhu adalah fungsi dari gerak partikel, jadi jika tidak ada yang dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya, maka maksimum dapat didefinisikan sebagai gas yang penyusun atomnya masing-masing bergerak dengan kecepatan cahaya. Masalahnya adalah bahwa mencapai kecepatan cahaya di alam semesta ini tidak mungkin; kecepatan cahaya adalah besaran yang hanya dapat didekati secara asimtotik. Semakin banyak energi yang dimasukkan ke dalam partikel, semakin dekat untuk bergerak dengan kecepatan cahaya, meskipun tidak pernah sepenuhnya mencapainya.
Setidaknya satu ilmuwan telah mengusulkan untuk mendefinisikan suhu maksimum yang mungkin sebagai apa yang akan didapat seseorang jika dia mengambil semua energi di alam semesta dan memasukkannya ke dalam percepatan partikel paling ringan yang bisa dia temukan sedekat mungkin dengan kecepatan cahaya. Jika ini benar, maka penemuan tentang partikel elementer dan ukuran/kepadatan alam semesta mungkin relevan untuk menemukan jawaban yang benar atas pertanyaan tersebut. Jika alam semesta tidak terbatas, mungkin tidak ada batasan yang didefinisikan secara formal.
Meskipun suhu tak terbatas mungkin terjadi, itu mungkin mustahil untuk diamati, membuatnya tidak relevan. Di bawah teori relativitas Einstein, sebuah objek yang dipercepat mendekati kecepatan cahaya memperoleh massa yang sangat besar. Itulah mengapa tidak ada jumlah energi yang cukup untuk mempercepat objek apa pun, bahkan partikel elementer, hingga kecepatan cahaya — ia menjadi sangat masif pada batasnya. Jika sebuah partikel dipercepat ke kecepatan tertentu di dekat kecepatan cahaya, ia memperoleh massa yang cukup untuk runtuh ke dalam lubang hitam, sehingga mustahil bagi pengamat untuk membuat pernyataan tentang kecepatannya.
Suhu Planck dicapai di alam semesta ini di bawah setidaknya dua kondisi terpisah, menurut beberapa teori. Yang pertama hanya terjadi sekali, 1 waktu Planck (10-43 detik) setelah Big Bang. Pada saat ini, alam semesta ada dalam keadaan teratur hampir sempurna, dengan entropi mendekati nol. Bahkan mungkin singularitas, objek fisik yang hanya dapat dijelaskan dengan tiga besaran: massa, momentum sudut, dan muatan listrik. Hukum Kedua Termodinamika, bagaimanapun, menegaskan bahwa entropi (ketidakteraturan) dari sistem tertutup harus selalu meningkat. Ini berarti bahwa alam semesta awal hanya memiliki satu arah yang harus dituju — yaitu entropi yang lebih tinggi — dan mengalami kehancuran yang hampir seketika.
Rangkaian kondisi kedua yang mampu menghasilkan suhu Planck adalah yang terjadi pada saat-saat terakhir kehidupan lubang hitam. Lubang hitam menguap perlahan karena terowongan kuantum oleh materi yang berdekatan dengan permukaan lubang hitam. Efek ini sangat kecil sehingga lubang hitam biasa membutuhkan 1060 tahun untuk memancarkan semua massanya, tetapi lubang hitam yang lebih kecil, seperti yang memiliki massa gunung kecil, mungkin hanya membutuhkan 1010 tahun untuk menguap. Saat lubang hitam kehilangan massa dan luas permukaan, ia mulai memancarkan energi lebih cepat, sehingga memanas, dan pada saat terakhir keberadaannya, memancarkan energi begitu cepat sehingga untuk sesaat mencapai suhu Planck.