A temperatura é diretamente proporcional à energia cinética média das moléculas em uma substância. Se o grau de movimento das moléculas dentro de um objeto dobrar, a temperatura também dobrará.
A temperatura é usada como uma medida de calor em um objeto medindo a quantidade de energia cinética nas moléculas que constituem o objeto. Um objeto frio terá moléculas que se movem muito pouco. Quando o calor é fornecido a um objeto frio, a energia das moléculas no objeto aumenta. Isso ocorre porque o calor é uma forma de energia que pode ser transferida da fonte de calor para as moléculas e também pode mudar sua forma de calor para movimento. As moléculas que ganharam energia extra terão uma tendência maior de se mover mais do que as moléculas que não ganharam a energia extra. A energia do movimento é chamada de energia cinética. Quando as moléculas se movem ou vibram mais, elas têm uma energia cinética mais alta, e isso é registrado como um aumento na temperatura.
Embora, na maioria das ocasiões, fornecer calor a um objeto resulte em um aumento na temperatura, há exceções a essa regra. Quando o calor fornecido causa uma mudança de fase no objeto (fusão, ebulição, condensação ou congelamento), toda a energia térmica é usada para reorganizar as moléculas na nova fase. Durante a mudança de fase, a mudança na energia cinética não resulta em uma mudança na temperatura.
