Nhiệt độ đo vận tốc của hạt, nhiệt độ cơ thể, động năng trung bình của các phân tử và đặc tính của vật liệu đo nhiệt. Nhiệt độ cũng kiểm soát hướng truyền nhiệt giữa các cơ thể.
Nhiệt độ của một vật không trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh vẫn đồng nhất về mặt không gian. Khi một đường dẫn cho phép nhiệt truyền từ vật thể này sang vật thể khác được mở, năng lượng truyền một cách tự phát dưới dạng nhiệt từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn. Tuy nhiên, nếu đường đi tồn tại chứ không phải dòng nhiệt giữa hai vật thể, điều đó có nghĩa là chúng nóng như nhau và đang ở trạng thái cân bằng nhiệt.
Điều này có nghĩa là không còn truyền năng lượng giữa các vật thể, có nghĩa là chúng ở cùng một nhiệt độ. Do đó, cả hai vật thể đều ở trạng thái cân bằng nhiệt động bên trong của chúng, có nghĩa là chúng tuân theo định luật 0 của nhiệt động lực học.
