Η χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία είναι 0 Kelvin (-459.67 °F, -273.15 °C), συντομογραφία 0 K. Ενώ η επίτευξη ακριβώς 0 K είναι θερμοδυναμικά αδύνατη, εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες έχουν επιτευχθεί στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό ψύξης με λέιζερ και ψύξης με εξάτμιση .
Το MIT κατέχει το τρέχον ρεκόρ, 450 pK (petaKelvins), ή 4.5 × 10-10 K, το οποίο ανακοινώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2003. Το εργαστήριο χαμηλής θερμοκρασίας του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Ελσίνκι πέτυχε θερμοκρασία πυρηνικής περιστροφής 100 pK, αλλά αυτό αφορά μόνο το πυρηνικό σπιν και όχι όλους τους θερμοδυναμικούς βαθμούς ελευθερίας.
Η επιστήμη ασχολείται με την έρευνα θερμοκρασίας κάτω από το μηδέν κυρίως από την εμφάνιση της σύγχρονης ψύξης στα μέσα του 19ου αιώνα. Θεωρείται ότι πριν από περίπου 800 εκατομμύρια χρόνια, η πλειονότητα του πλανήτη καλυπτόταν από θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, δημιουργώντας ένα παγωμένο κάλυμμα σε ολόκληρο τον πλανήτη που μερικές φορές ονομάζεται «Γη της Χιονοστιβάδας». Μόλις πριν από 10,000 χρόνια, μια πλανητική Εποχή των Παγετώνων ήταν ακόμα σε ισχύ, γνωστή ως παγετώνας του Ουισκόνσιν. Αυτή η Εποχή των Παγετώνων μπορεί να απέτρεψε την άνοδο του πολιτισμού. Το πέρασμά του ακολούθησε η νεολιθική επανάσταση και η σύγχρονη γεωργία.
Ακολουθούν ορισμένες θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν και η συνάφειά τους:
450 pK – η χαμηλότερη θερμοκρασία που επιτεύχθηκε, από το MIT, το 2003.
170 nK – πρώτη θερμοκρασία στην οποία συμπυκνώνεται ένα Bose-Einstein, μια μοναδική κατάσταση ύλης όπου μια ομάδα ατόμων καταρρέει στη χαμηλότερη κβαντική κατάσταση του εξωτερικού δυναμικού, επιτρέποντας την παρατήρηση κβαντικών επιδράσεων σε μακροσκοπικό επίπεδο.
700 nK – πρώην ρεκόρ χαμηλής θερμοκρασίας εργαστηρίου, από το NIST, το 1994.
>li>0.95 K – σημείο τήξεως ηλίου.
1 K – η ψυχρότερη γνωστή περιοχή του διαστήματος, το νεφέλωμα Μπούμερανγκ.
2.17 K – θερμοκρασία κάτω από την οποία το ήλιο βρίσκεται σε υπερρευστή κατάσταση, επιδεικνύοντας παράξενες ιδιότητες όπως το να σέρνεται έξω από ένα βάζο στο οποίο είναι τοποθετημένο.
2.7 K – μέση θερμοκρασία του διαστήματος, η θερμική ηχώ του Big Bang.
3 K – κατά προσέγγιση θερμοκρασία τυπικού υγρού ηλίου.
4.1 K – θερμοκρασία στην οποία αποδείχθηκε για πρώτη φορά η υπεραγωγιμότητα, χρησιμοποιώντας υδράργυρο.
65 K – κατά προσέγγιση θερμοκρασία υγρού αζώτου.
123 K – άτυπο όριο μεταξύ κρυογονικής και ψύξης.
150 K – θερμοκρασία του πιο θερμού γνωστού υπεραγωγού, της ένωσης SnBa4Tm4Cu6O18.
183.7 K – η πιο κρύα επίγεια θερμοκρασία που έχει καταγραφεί ποτέ, στο Βοστόκ της Ανταρκτικής.
273.15 K – σημείο τήξης νερού.
Η έρευνα για τη θερμοκρασία κάτω από το μηδέν είναι ένα σημαντικό μέρος της επιστήμης. Χωρίς τη γνώση του καθεστώτος υπό το μηδέν, θα ξέραμε πολύ λιγότερα για τη φυσική και τη χημεία, για να μην αναφέρουμε ότι θα έπρεπε να φάμε το φαγητό μας αρκετά γρήγορα, προτού αρχίσει να σαπίζει από την έλλειψη ψύξης!