科学研究需要量化和工具，反之，工具的研发也需要科学知识或思维作为基础。
温度测量系统对于热力学至关重要，而且温度与人们的生活息息相关。
“春江水暖鸭先知”，“冬夜夜寒觉夜长”，人和动物都能敏锐地感知自然环境的冷暖变化。
温度（temperature）是反映物体冷热程度的物理量，微观上是物体分子热运动的剧烈程度。温度只能通过物体随温度变化的特定特性间接测量，而用来衡量物体温度数值的基准称为温度标尺。
首先了解目前使用的两套温度标尺体系：华氏温度标尺和摄氏温度标尺。
华氏、摄氏，正如我们所说的吴氏、苏氏，但他们是外国人，都是男性。华氏的英文名并非以H开头，而是Fahrenheit，摄氏的英文名也并非以S开头，而是Celsius。
华氏温度标尺：1714年由德国人华伦海特（Fahrenheit）创立的温度标尺。它以水银作为测温物质，将水的凝固点定为32度，沸点定为212度，中间等分为180次，用℉表示。
摄氏温度标尺：1740年由瑞典人摄尔修斯（Celsius）提出，在标准大气压下，将冰水混合物的温度定为0摄氏度，水的沸点定为100度。根据水的这两个固定温度点对温度进行划分。两点之间等分为100次，每一段间隔称为1摄氏度，记作1℃。
华氏度 = 32°F + 摄氏度 × 1.8
摄氏度 = (华氏度 - 32°F) ÷ 1.8
例如，我们的体感温度对应关系：30°C=86°F
华氏度和摄氏度之间的转换，有一个简单的估算方法。有三个华氏度，颠倒个位数和十位数，约等于对应的摄氏度。
40 华氏度 = 04 摄氏度
61 华氏度 = 16 摄氏度
82 华氏度 = 28 摄氏度
在温度测量仪器上刻度以及确定物质的凝固点和沸点的方式，都是人为规定的，但肯定有一定的合理性，并且会随着发展而改进。
荷兰人华伦海特想出了一个统一温度计刻度的方法。他将温度计放在冰雪和盐的混合物中，观察水银下降到哪一位置，就在温度计上刻一条线，这时的温度作为零度（当时已知的最低温度）。然后，他将温度计放在自己嘴里（测量体温），观察水银上升到哪一位置，再刻一条线。他把这两条线之间的范围等分为24格，一格作为一度。后来，他认为这样的刻度过大，又把每一格平分为4格，一共变成了96格，从0度到96度。接着，他用相同大小的刻度，刻出零度以下和96度以上的度数。其他液体（如酒精）也可以用同样的方法来定刻度。许多人采用了这种刻度温度计。因为它是由华伦海特创造的，所以称为华氏温度计，测量出来的度数就是华氏多少度，用“F”表示。例如，水的冰点是华氏32度，可写成“32℉”。水的沸点是华氏212度，可写成“212℉”。
如果液体中溶解有少量的其他物质（或称杂质），即使量很少，物质的凝固点也会发生较大的变化。例如，水中溶解有盐，熔点（固液两相共存并平衡的温度）会明显下降，海水就是溶解有盐的水，海水在冬天结冰的温度要比河水低，这就是原因。饱和食盐水的熔点可下降到约-22℃。
事实上，将水的冰点规定为32度，应该有一定的偶然性。最初确定的两个点应该是冰水混合物的最低点和体温的最高点，然后等分。随后，确定了水的凝固点和沸点。
华伦海特制作了两种温度计——一种装有酒精，另一种装有水银。从他在1724年发表的第一篇论文来看，他当时所用的温度计选择了两个固定点：结冰的盐水混合物的温度和人体的血液温度，并把它们之间的间隔分为96度。从他1724年发表的第二篇论文来看，他还使用了以冰水混合物确定的第三个固定点。我们从这篇论文中引述如下：“那些温度计的刻度仅仅是使用在始于0度和止于96度的气象观察而已。这个刻度取决于三个固定点的测定，它们是用如下方法得到的：最低点……是以冰、水和氯化铵或海盐的混合物来确定的，如果把温度计浸在这混合物中，则[温度计内]液体降落到记为零的点。这个试验在冬天比在夏天更成功。第二点是这样得到的，如果混合物是由水和冰混合而成，但没有刚才所说的盐；如果把温度计浸在这种混合物中，则温度将固定在32度……第三点是在第96度，如果温度计是放入健康人的口中或腋下，酒精就膨胀到这一点。”
在他的第五篇论文中，他说道：“在解释关于一些液体的沸点的实验中，曾讲过那时发现水的沸点是212度；后来通过种种观察和实验，认识到这一点对于同一种水和在相同的大气重量下是固定的，但在不同的大气重量下它可能很不相同。”可以看出，1724年的212度的数字并没有预先安排；沸水仅仅碰巧使水银柱上升到那一点。如果我们对华伦海特1724年的论文的解释是正确的，那正是同样的偶然因素才使他将32度记为水的冰点，并将180度定为水的冰点和沸点之间的度数。我们可以推测，在华伦海特后来的实践中，他的实验结果使他放弃了在他的第一篇论文中描述的两个固定点，并选择了水的冰点和沸点的温度作为更加方便的固定点。我们没有直接且可靠的信息来证明他或他的阿姆斯特丹的合作者实际上迈出了这一步。在他赠送给C·沃尔夫的两个温度计的1714年的《博闻录》中的说明书表明，从结冰的盐水混合物到血液温度之间首先划分为24份，然后把这24份的每一份再更细地分为4份，全部就是96等份。
我们知道，水银的凝固点是-38.86 ℃(101325Pa 大气压)，与32无关。华氏将水的冰点作为32℉具有偶然性。
汞（Hydrargyrum）是一种化学元素，元素符号Hg，元素周期表第80位，在化学元素周期表中位于第6周期、第IIB族，俗称水银(mercury)，是常温常压下唯一以液态存在的金属（从严格的意义上说，镓（符号Ga,31号元素）和铯（符号Cs，55号元素）在室温下（29.76℃和28.44℃）也呈液态）。汞是银白色闪亮的重质液体，化学性质稳定，不溶于酸也不溶于碱。汞常温下即可蒸发，汞蒸气和汞的化合物多有剧毒（慢性）。汞使用的历史很悠久，用途很广泛。 在中世纪炼金术中与硫磺、盐共称炼金术神圣三元素。
后来，瑞典人摄尔修斯又提出了一种方法。他将水的凝固温度定为0度。将水的沸腾温度定为100度。将0度和100度之间的范围平分为100个刻度。然后，他用相同大小的刻度，刻出0度以下和100度以上的度数。
华氏在
利用温度计可以直观地测量温度的变化。当温度升高时，温度计中容器内的空气体积会膨胀，导致管中的液体下降；当温度降低时，空气体积收缩，液体上升。通过测量液体的高度，就可以了解温度的高低。
3.2 裴迪南的改进
伽利略的温度计有一个缺点，即受大气压力的影响。
这是因为装水的容器没有密封，导致大气压力压在容器的水面上。即使温度没有变化，但大气压力变化，也会导致管中液体的上升或下降，从而影响温度的测量精度。
伽利略的学生裴迪南对老师的温度计进行了改进。为了消除大气压力影响，他将盛水的容器密封起来。但密封后，空气体积变化并不明显，于是他思考是否可以用液体替代空气。
裴迪南尝试了各种液体，发现酒精在温度变化时体积变化很大。他将酒精装入连接玻璃管的空心球中，并将玻璃管一端密封。再将球加热，使一部分酒精变成蒸汽，驱赶掉管内的空气，然后封住玻璃管口，一台不受大气压力影响的温度计就此诞生。
人们通过测量管中酒精的高度，可以得知温度的高低。
后来，人们将温度计中的酒精染色成红色，以便更清晰地观察。用于测量气温的温度计通常装有染红的酒精。
法国人布利奥在 1659 年制造的温度计，缩小了玻璃泡的体积，并改用水银作为测量物质，为温度计的发展奠定了基础。
3.3 不依赖于物质的温度体系
华氏温标和摄氏温标都依赖于温度计和测量物质，如水银。是否存在一种不依赖于温度计的温标体系？
答案是肯定的。1848 年，英国物理学家威廉·汤姆森（即后来的开尔文勋爵）确立了一种新的温标——绝对温标，单位为 K。此温标只有一个基准点，即绝对零度，这是冷到极限的状态，一切原子、分子的热运动都已消失，相当于摄氏温标中的零下 273.15 度。绝对温标的分度间隔与摄氏温标相同，因此两者之间的转换关系为：T(K) = t(℃) + 273.15。
温度计的类型
温度计的类型众多，种类繁多，分类标准包括测温物质、容器类别和测量方法等。
转动式、半导体、热电偶、光测高温、液晶、数字、水银温度计等。
气体、电阻、温差电偶、指针式、玻璃管、压力式温度计等。
不同类型的温度计具有各自的特点和应用领域。例如，水银温度计和酒精温度计各有千秋。水银的沸点为 357 度，可以测量较高的温度。但由于其凝固点为零下 39 度，因此无法测量更低温度。如我国内蒙古根河市，今年 1 月份有几天气温低至零下 50 多度，此时水银会凝固成固体，无法使用水银温度计。而酒精温度计可以正常使用，因为酒精的凝固点为零下 117 度。与水银温度计相反，酒精温度计不能测量较高的温度，因为酒精的沸点只有 78 度。
虽然温度可以测量，但人们发现温度只能反映主观感受的冷热程度，而无法解释物体之间的热传递过程。简单来说，温度和热量是不同的概念，同样的温度，可以传递出不同的热量。