Die Temperatur ist direkt proportional zur durchschnittlichen kinetischen Energie der Moleküle in einer Substanz. Wenn sich der Bewegungsgrad der Moleküle in einem Objekt verdoppelt, verdoppelt sich auch die Temperatur.
Die Temperatur wird als Maß für die Wärme in einem Objekt verwendet, indem die kinetische Energie in den Molekülen gemessen wird, aus denen das Objekt besteht. Ein kaltes Objekt hat Moleküle, die sich sehr wenig bewegen. Wenn einem kalten Objekt Wärme zugeführt wird, erhöht sich die Energie der Moleküle im Objekt. Denn Wärme ist eine Energieform, die von der Wärmequelle auf die Moleküle übertragen werden kann und auch ihre Form von Wärme in Bewegung ändern kann. Die Moleküle, die zusätzliche Energie gewonnen haben, haben eine höhere Tendenz, sich mehr zu bewegen als die Moleküle, die die zusätzliche Energie nicht gewonnen haben. Die Bewegungsenergie wird kinetische Energie genannt. Wenn sich die Moleküle mehr bewegen oder vibrieren, haben sie eine höhere kinetische Energie, und dies wird als Temperaturerhöhung aufgezeichnet.
Während in den meisten Fällen die Wärmezufuhr zu einem Objekt zu einem Temperaturanstieg führt, gibt es Ausnahmen von dieser Regel. Verursacht die zugeführte Wärme einen Phasenwechsel im Objekt (Schmelzen, Sieden, Kondensieren oder Gefrieren), wird die gesamte Wärmeenergie verwendet, um die Moleküle in die neue Phase umzuordnen. Während des Phasenwechsels führt die Änderung der kinetischen Energie nicht zu einer Temperaturänderung.
