อุณหภูมิเป็นปริมาณฟิสิกส์ที่อธิบายระดับความร้อนเย็นของวัตถุ ในระดับจุลภาคคือการวัดพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล มนุษย์คิดค้นมาตรวัดอุณหภูมิหลายแบบเพื่อวัดอุณหภูมิเป็นตัวเลข เครื่องมือนี้ครอบคลุม 5 แบบที่ใช้กันมากที่สุด: องศาเซลเซียส(°C) ฟาเรนไฮต์(°F) เคลวิน(K) แรงกิน(°R) และเรโอมูร์(°Ré) การแปลงระหว่างกันต้องจัดการทั้งการปรับขนาดสัดส่วนและออฟเซ็ตจุดศูนย์ เป็นการแปลงอาฟไฟน์ไม่ใช่การคูณอย่างเดียว
องศาเซลเซียส(Celsius, °C) เสนอโดยนักดาราศาสตร์ชาวสวีเดน Anders Celsius ในปี 1742 นิยามโดยจุดเยือกแข็งน้ำ 0°C จุดเดือด 100°C ที่ความดันบรรยากาศมาตรฐาน แบ่งเป็น 100 ส่วนเท่าๆ กัน จึงเรียกว่ามาตรวัดร้อยองศา เซลเซียสเป็นหน่วยอุณหภูมิทางการของประเทศส่วนใหญ่ในโลกในปัจจุบัน และเป็นหน่วยที่ใช้คู่กับเคลวินในระบบ SI ใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน พยากรณ์อากาศ การแพทย์ การปรุงอาหาร
องศาฟาเรนไฮต์(Fahrenheit, °F) เสนอโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Gabriel Fahrenheit ในปี 1724 แต่เดิมอ้างอิงจากอุณหภูมิของสารผสมน้ำแข็งเกลือ 0°F และอุณหภูมิร่างกายมนุษย์ประมาณ 96°F ต่อมาได้มาตรฐานเป็นจุดเยือกแข็งน้ำ 32°F จุดเดือด 212°F ห่างกัน 180 องศา ปัจจุบันฟาเรนไฮต์ใช้ในชีวิตประจำวันเป็นหลักในสหรัฐอเมริกา บาฮามาส หมู่เกาะเคย์แมน และประเทศอื่นๆ ไม่กี่แห่ง สูตรอาหารอเมริกัน หน้าปัดเตาอบอเมริกัน ปรอทวัดไข้ฟาเรนไฮต์ใช้ °F
เคลวิน(Kelvin, K) เป็นหน่วยอุณหภูมิเทอร์โมไดนามิกส์หนึ่งเดียวในระบบหน่วยสากล(SI) เริ่มที่ศูนย์สัมบูรณ์(0K=-273.15°C) ระยะห่างขององศาเท่ากับเซลเซียสทุกประการ(ผลต่าง 1K=1°C) เคลวินไม่ใช้สัญลักษณ์「องศา」เขียนตัวเลขตามด้วย K โดยตรง เป็นมาตรวัดมาตรฐานสำหรับฟิสิกส์ เคมี เทอร์โมไดนามิกส์วิศวกรรม สูตรฟิสิกส์ทั้งหมดที่มีอุณหภูมิ(PV=nRT กฎชเตฟาน-บ็อลทซ์มันน์ ประสิทธิภาพคาร์โนต์ ฯลฯ) ต้องใช้อุณหภูมิสัมบูรณ์(เคลวินหรือแรงกิน)
องศาแรงกิน(Rankine, °R) เป็นมาตรวัดสัมบูรณ์ที่อาศัยฟาเรนไฮต์ เสนอโดยวิศวกรชาวสกอตแลนด์ William Rankine: 0°R=ศูนย์สัมบูรณ์ ระยะห่างองศาเท่ากับฟาเรนไฮต์(ผลต่าง 1°R=1°F) ดังนั้น °R=°F+459.67=K×9/5 แรงกินยังใช้ในงานอวกาศสหรัฐฯ วิศวกรรมเทอร์โมไดนามิกส์ เทียบได้กับ「เคลวิน」ในโลกฟาเรนไฮต์ ส่วนองศาเรโอมูร์(Réaumur, °Ré) เสนอโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Réaumur ในศตวรรษที่ 18 จุดเยือกแข็งน้ำ 0°Ré จุดเดือด 80°Ré ใช้อย่างแพร่หลายในยุโรปศตวรรษที่ 19 ปัจจุบันพบในสูตรอาหารเก่าแก่บางแห่ง การทำชีส เอกสารประวัติศาสตร์เท่านั้น
แกนของการแปลงอุณหภูมิคือการแปลงอาฟไฟน์ T_target = a × T_source + b โดย a คือปัจจัยสัดส่วน b คือออฟเซ็ตจุดศูนย์ ตัวอย่าง °C→°F: a=9/5, b=32; °C→K: a=1, b=273.15; °F→K ต้องทำสองขั้นตอน: ลบ 32 ก่อน คูณ 5/9 แล้วบวก 273.15 เครื่องมือนี้มีสูตรการแปลงโดยตรงระหว่างทุกมาตรวัดในตัว หลีกเลี่ยงคลาดเคลื่อนทศนิยมจากการแปลงลูกโซ่