Et mål for et systems indre energi. Der er tre standarder for temperaturskalaer; Celsius, Kelvin og Fahrenheit. Fryse- og kogepunktet for vand adskilles af præcis 100 grader på Celsius-skalaen ved henholdsvis 0 og 100 grader. På Fahrenheit-skalaen adskilles de to punkter af 180 grader ved henholdsvis 32 og 212 grader. Kelvin-skalaen svarer til Celsius-skalaen minus 273,15, således at 0 grader Kelvin er -273,15 grader Celsius. 0 grader Kelvin kaldes også for det absolutte nulpunkt, fordi en lavere temperatur ikke er mulig. Generelt bruges temperatur til at beskrive hvor varmt eller kold et objekt eller et miljø er. Det er dog ikke korrekt at sætte lighedstegn mellem temperatur og varme, selvom de to er tæt knyttet. Varme er et mål for overførslen af energi fra et system til et andet. Temperatur måler hvor meget energi et system indeholder, og har at gøre med atomernes bevægelse i systemet. Desto mere varme et system absorberer, jo hurtigere bevæger atomerne sig, og dette øger temperaturen. En temperatur på 0 grader Kelvin er den lavest mulige temperatur. Ved denne temperatur er atomernes bevægelse helt ophørt. Ved undersøgelser af klimaforandringer er det vigtigt at have pålidelige og nøjagtige temperaturoptegnelser. Nu til dags måles en global temperatur ved at benytte et netværk af aflæsninger fra vejrstationer på land og aflæsninger fra skibe på havet. Derudover bidrager vejrsatellitter med temperaturaflæsninger af den nedre atmosfære. Men en nøjagtig temperaturoptegnelse baseret på instrumentaflæsninger med en stor geografisk dækningsgrad findes kun tilbage til det 19. århundrede. Dette er ikke tilstrækkeligt i forhold til klimaforskningen, og forskerne er derfor nødt til at bruge en række forskellige indikatorer på fortidens klima og temperatur. Dette inkluderer analyser af iskerner og pollen. Brugen af indirekte temperaturmålinger introducerer en række potentielle usikkerheder og begrænsninger. Analysen af disse data er en stadig kilde til videnskabelig uenighed angående omfanget af global opvarmning i fortiden og nutiden. Se også grafer over globale temperaturer hos klimadebat.