Nu există o valoare convenită, între fizicieni, pentru o temperatură maximă posibilă. În conformitate cu cea mai bună estimare actuală a unei teorii complete a fizicii, este temperatura Planck, sau 1.41679 x 1032 Kelvin. Aceasta se traduce la aproximativ 2.538 x 1032 ° Fahrenheit. Din moment ce teoriile actuale ale fizicii sunt incomplete, este posibil ca acesta să fie mai fierbinte.
Răspunsul pe care un fizician tipic îl dă la această întrebare va depinde de părerea ei implicită despre completitudinea setului actual de teorii fizice. Temperatura este o funcție a mișcării particulelor, așa că dacă nimic nu se poate mișca mai repede decât viteza luminii, atunci maximul poate fi definit ca un gaz ai cărui constituenți atomici se mișcă fiecare cu viteza luminii. Problema este că atingerea vitezei luminii în acest univers este imposibilă; viteza luminii este o cantitate care poate fi abordată doar asimptotic. Cu cât se pune mai multă energie într-o particulă, cu atât se apropie mai mult de mișcarea cu viteza luminii, deși nu o atinge niciodată complet.
Cel puțin un om de știință a propus definirea temperaturii maxime posibile ca ceea ce ar obține cineva dacă ar lua toată energia din univers și ar pune-o în accelerarea celei mai ușoare particule posibile pe care ar putea-o găsi cât mai aproape de viteza luminii. Dacă acest lucru este adevărat, atunci descoperirile despre particulele elementare și dimensiunea/densitatea universului ar putea fi relevante pentru a descoperi răspunsul corect la întrebare. Dacă universul este infinit, este posibil să nu existe o limită definită formal.
Chiar dacă temperatura infinită poate fi posibilă, ar putea fi imposibil de observat, făcându-l irelevant. Conform teoriei relativității a lui Einstein, un obiect accelerat aproape de viteza luminii câștigă o cantitate enormă de masă. De aceea, nicio cantitate de energie nu poate fi suficientă pentru a accelera orice obiect, chiar și o particulă elementară, la viteza luminii – devine infinit de masiv la limită. Dacă o particulă este accelerată la o anumită viteză aproape de cea a luminii, ea câștigă suficientă masă pentru a se prăbuși într-o gaură neagră, ceea ce face imposibil pentru observatori să facă declarații despre viteza sa.
Temperatura Planck este atinsă în acest univers în cel puțin două condiții separate, conform unor teorii. Prima a avut loc o singură dată, 1 timp Planck (10-43 de secunde) după Big Bang. În acest moment, universul exista într-o stare aproape perfect ordonată, cu entropie aproape de zero. S-ar putea să fi fost chiar o singularitate, un obiect fizic care poate fi descris doar prin trei mărimi: masă, moment unghiular și sarcină electrică. A doua lege a termodinamicii, totuși, insistă că entropia (dezordonarea) unui sistem închis trebuie să crească întotdeauna. Aceasta înseamnă că universul timpuriu a avut o singură direcție de mers – cea a entropiei mai mari – și a suferit o defalcare aproape instantanee.
Al doilea set de condiții capabile să producă temperatura Planck sunt cele care apar în momentele finale ale vieții unei găuri negre. Găurile negre se evaporă lent datorită tunelului cuantic de către materia adiacentă suprafeței găurii negre. Acest efect este atât de mic încât o gaură neagră tipică ar dura 1060 de ani pentru a-și radia toată masa, dar găurile negre mai mici, precum cele cu masa unui munte mic, ar putea dura doar 1010 ani pentru a se evapora. Pe măsură ce o gaură neagră își pierde masa și suprafața, începe să radieze energie mai rapid, încălzindu-se astfel și, în momentul final al existenței sale, radiază energie atât de repede încât atinge pentru moment temperatura Planck.