El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía interna del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento; no obstante, según la mecánica cuántica, el cero absoluto debe tener una energía residual, llamada energía de punto cero, para poder así cumplir el principio de indeterminación de Heisenberg.El cero absoluto sirve de punto de partida tanto para la escala de Kelvin como para la escala de Rankine. Así, 0 K (o lo que es lo mismo, 0 R) corresponden, aproximadamente, a la temperatura de −273,15 °C o −459,67 °F. Según la tercera ley de la termodinámica, el cero absoluto es un límite inalcanzable. La mayor cámara frigorífica actual sólo alcanza los -273,144 °C. La razón de ello es que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienen energía suficiente para hacer que ésta descienda aún más. La entropía de un cristal ideal puro y perfecto sería cero. Si los átomos que lo componen no forman un cristal perfecto, su entropía debe ser mayor que cero, por lo que la temperatura siempre será superior al cero absoluto y el cristal siempre tendrá imperfecciones inducidas por el movimiento de sus átomos, necesitando un movimiento que lo compense y, por lo tanto, teniendo siempre una imperfección residual. Cabe mencionar que a 0 K absolutamente todas las sustancias conocidas se solidificarían y que según el actual modelo del calor, las moléculas perderían toda capacidad de moverse o vibrar. Hasta ahora la temperatura más cercana al cero absoluto ha sido obtenida en laboratorio por científicos del MIT en 2003. Se obtuvo enfriando un gas en un campo magnético hasta medio nanokelvin (5·10−10 K) por encima del cero absoluto.

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Absolute zero is the lower limit of the thermodynamic temperature scale, a state at which the enthalpy and entropy of a cooled ideal gas reaches its minimum value, taken as 0. The theoretical temperature is determined by extrapolating the ideal gas law; by international agreement, absolute zero is taken as −273.15° on the Celsius scale (International System of Units), which equates to −459.67° on the Fahrenheit scale (United States customary units or Imperial units). The corresponding Kelvin and Rankine temperature scales set their zero points at absolute zero by definition. It is commonly thought of as the lowest temperature possible, but it is not the lowest enthalpy state possible, because all real substances begin to depart from the ideal gas when cooled as they approach the change of state to liquid, and then to solid; and the sum of the enthalpy of vaporization (gas to liquid) and enthalpy of fusion (liquid to solid) exceeds the ideal gas's change in enthalpy to absolute zero. In the quantum-mechanical description, matter (solid) at absolute zero is in its ground state, the point of lowest internal energy. The laws of thermodynamics dictate that absolute zero cannot be reached using only thermodynamic means, as the temperature of the substance being cooled approaches the temperature of the cooling agent asymptotically. A system at absolute zero still possesses quantum mechanical zero-point energy, the energy of its ground state at absolute zero. The kinetic energy of the ground state cannot be removed. Scientists have achieved temperatures close to absolute zero, where matter exhibits quantum effects such as superconductivity and superfluidity.

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