Lämpöenergia on aineen rakenneosasten liike-energiaa. Rakenneosaset voivat olla atomeja, molekyylejä tai ioneja. Niiden liikettä kutsutaan lämpöliikkeeksi. Mitä enemmän lämpöliikettä aineessa on sitä lämpimämpi kappale on.

Lämpötila kuvaa aineen rakenneosasten liikettä. Lämpötilaa mitataan lämpömittareilla. Asteikkoina käytetään celsius- tai kelvinasteita. Celsiusasteita käytetään arkielämässä kun kelvinasteita puolestaan tieteessä.

Alin mahdollinen lämpötila on absoluuttinen nollapiste. Sen suuruus on celsiusasteissa noin -273 °C. Kelvinasteissa se on 0 K. Celsius- ja kelvinasteet kasvavat samalla tavalla, mistä seuraa se, että esimerkiksi veden sulamispiste 0 °C on 273 K ja kiehumispiste 100 °C on 373 K.