理论上，温度并不存在上限，温度能够达到任意高的程度，可以远超1.4亿亿亿亿度。但温度存在一个理论下限，大约为-273.15摄氏度。那么，为什么温度没有上限？为什么宇宙中出现过的最高温度是1.4亿亿亿亿度？为什么温度又会有下限呢？
事实上，所有这些问题与温度的产生机制有关系。无论什么物体，从微观角度来看，它们都由原子、分子或者离子组成。根据相对论和量子力学，构成物体的各种粒子不是绝对静止的。因为相对论表明，宇宙中的参照系都是平权的，没有绝对静止的参照系。而且不确定性原理也禁止出现绝对静止的情况，一旦粒子绝对静止，它们的不确定性消失，其位置和动量会被完全确定下来。
因此，粒子必然会做永不静止的热运动。粒子热运动会让宏观物体产生热量，为了衡量这种冷热程度，就需要温度这个参数。粒子热运动的剧烈程度越大，平均动能越大，宏观物体的温度就越高。
理论上，当粒子热运动完全停歇时，温度将会达到最低的绝对零度。根据实验的测量，可以计算出最低温度约为-273.15摄氏度。在热力学中，最低温度被定义为0开氏度。
另一方面，虽然狭义相对论禁止有质量粒子的运动速度达到光速，但这并不意味着它们的动能不会无限增加。根据狭义相对论，随着粒子的运动速度无限趋于光速，它们的动能也会趋于无穷大，所以温度也会随之趋于无限高。
但在宇宙中，温度从来没有达到过无限高。根据标准宇宙模型，宇宙的最高温度出现在138亿年前宇宙创生的最初时刻，这个温度是普朗克温度，其大小约为1.4×10^32度，即1.4亿亿亿亿度。
在普朗克温度下，宇宙中已知的一切物质、原子和基本粒子都无法存在，已知的四种基本力将会统一在一起。在现有的理论中，人类所能理解和描述的最高温度是普朗克温度。如果想要知道比普朗克温度更高的温度是怎样的，需要量子引力理论。但迄今为止，广义相对论还未能完成量子化，它尚未与量子力学相统一。