1848년 켈빈(W.톰슨)이 도입하였다. 단위는 켈빈(기호: K)이다. 열역학 제2 법칙에 따라 정해진 온도로, 열역학적으로 분자운동이 정지한 상태인 이론상 생각할 수 있는 최저온도를 기준으로 한 온도를 말한다. 국제도량형위원회는 모든 온도 측정의 기준으로 절대온도를 채택하고 있다.

기존의 정의는 물의 삼중점의 열역학적 온도의 1/273.16이었으나 2018년 제26차 CGPM(국제도량형위원회)에서 재정의된 켈빈은 볼츠만 상수 k를 J K^-1 단위로 나타낼 때 1.380649×10^-23이 되도록 정의된다. 여기서 J K^-1은 kg m² s^-2 K^-1과 같은 단위이다.

섭씨온도의 경우 1기압에서 물의 어는점을 0℃로, 끓는점을 100℃로 하여 그 사이를 100등분한 온도로 물의 특이성을 이용하여 온도를 나타낸다. 화씨온도(기호: ℉)의 경우에도 1기압에서 물의 어는점을 32℉, 끓는점을 212℉로 정하고, 이를 180 등분한 온도로 물의 특이성을 이용하여 나타내고 있다. 하지만 절대온도는 물질의 성질에 의존하지 않는다. 절대온도 외의 대부분의 온도는 상대적인 개념을 갖고 만들었기 때문에 과학적인 계산을 하기에 무리가 따른다. 쉽게 말하면 10℃의 2배를 20℃로 볼 수 없다. 하지만, 절대온도의 경우엔 100K의 2배는 200K으로 보아도 무방하다. 이는 다양한 과학 공식에서 쉽게 확인할 수 있다.