Den lägsta möjliga temperaturen, eller absoluta noll som det kallas, är -459.67°F (-273.15°C). Det kallas också 0 kelvin, en skala med steg som motsvarar grader av Celsius, men som använder absolut noll snarare än vattnets fryspunkt som utgångspunkt. Detta är den punkt då all atomrörelse upphör.
Ovanstående definition kan dock vara ofullständig, eftersom en atom själv är en enhet med komplex inre struktur. För att uppnå lägsta möjliga temperatur, eller verklig absolut noll, måste inte bara atomrörelsen stoppas, utan alla atomens inre komponenter måste också stanna. Elektroner skulle behöva sluta kretsa runt sina respektive atomkärnor, neutronerna och protonerna i kärnorna skulle behöva sluta dra runt varandra med sina inre krafter, kvarkarna, och alla underliggande understrukturer måste upphöra med all aktivitet. På grund av kvantmekaniska effekter är detta omöjligt. Därför gäller en mer exakt definition för samlingar av materia från vilka ingen ytterligare termisk energi kan utvinnas, dvs en annan samling atomer som kommer i kontakt med provet kommer alltid att överföra energi till det, aldrig tvärtom.
Liksom effektiviteten hos ett system, hastigheten för en partikel, eller den maximala möjliga temperaturen, är absolut noll faktiskt en teoretisk storhet som bara kan närma sig, men troligen aldrig uppnås.
Temperaturer nära absolut noll har uppnåtts med teknikerna laserkylning och magnetisk evaporativ kylning. Vid laserkylning trängs snabbt rörliga atomer med fotoner tills de saktar ner till 1/10,000 250-dels grad kelvin. Vid magnetisk evaporativ kylning hålls de återstående atomerna på löst plats av ett magnetfält, och de mer energirika atomerna försvinner så småningom och lämnar de långsammaste resterna efter sig. Med användning av dessa tekniker har temperaturer så låga som XNUMX pikokelvin (pK) uppnåtts. Materia denna kyla kan bete sig på bisarra sätt, bilda strukturer som kallas Bose-Einstein kondensat, som visar en egenskap som kallas superfluiditet, eller strömning av atomer utan viskositet.