19世纪，英国物理学家法拉第在一次实验中偶然液化了氯气，由此，他认为一切气体在低温高压的情况下都可以被液化。到了19世纪40年代，法拉第本人已经成功液化了当时大多数已知的气体，只有氧气、氮气、氢气、一氧化碳、二氧化氮、甲烷六种气体无法液化，而且创出当时的最低温度（ -110 °C, 163K ）。随后，低温设备不断被完善，逐级降温和定压气体膨胀方法开始广泛应用。
1898年英国物理学家杜瓦成功液化了氢气，标志着这六种气体都够能被液化。1895年，英国化学家从矿石中分离出更难液化的气体——氦气。直至1908年，才成功被荷兰莱顿大学的物理学家海克·卡末林·昂内斯将其液化，同时令低温记录创下新低（ -269 °C, 4K ）。之后，昂内斯获得1913年的诺贝尔物理学奖。后来人们不断采用新的技术，将最低温度的记录刷新到毫开、纳开，但是依然无法使物体到达绝对零度。
为什么无法做到这一点呢？
1902年，Richard研究了低温下电池反应ΔG与ΔH随温度T的关系，得到了这样一个图：即ΔG与ΔH有趋于相等的趋势。随后，能斯特在研究了大量低温下的化学反应后提出了这么一个定理：即能斯特定理，表明凝聚系的熵在等温过程中的改变随绝对温度趋于零而趋于零。能斯特定理的直接推论是绝对零度时等温线和绝热线重合，这是独立于热力学第一定律、第二定律的新定律。
想要让物体降温，要么就是让它接触比它温度低的物体而将热量传递出去，要么是通过绝热膨胀。而当物体温度接近绝对零度时，想再找一个温度比它低的物体让它来传递热量是行不通的，因此只能通过绝热过程，而可逆绝热过程的效率要比不可逆绝热过程要高。如果能斯特定理成立，则可以通过推导证明不能通过可逆绝热过程使物体达到绝对零度。这便是热力学第三定律的否定形式表示：不可能用有限手续把一个物体冷到绝对零度。
至于最高温度，也就是说温度有没有上限？答案是有的！现有的理论框架认为不存在比普朗克温度更高的温度，普朗克温度有多高呢？——1.416833(85)X10 32 K。当温度达到这种程度时，我们现有的物理知识将变得没有意义，而实验上也不可能达到这个温度。现有宇宙学认为在宇宙大爆炸的第一个单位普朗克时间内，温度达到了普朗克温度，在这一时刻，宇宙中只是极高极热极密的能量，没有东西能以物质态存在。