Nhiệt độ là đại lượng vật lý mô tả mức độ nóng lạnh của vật thể, về mặt vi mô là thước đo động năng trung bình của phân tử. Con người đã phát minh nhiều thang nhiệt để định lượng nhiệt độ, công cụ này bao gồm 5 loại thông dụng nhất: độ C(°C), độ F(°F), kelvin(K), Rankine(°R), Réaumur(°Ré). Việc chuyển đổi giữa chúng cần xử lý đồng thời co giãn tỷ lệ và độ lệch điểm không, là phép biến đổi affine chứ không phải phép thuần nhân.
Độ C(Celsius,°C) do nhà thiên văn học Thụy Điển Anders Celsius đề xuất năm 1742, định nghĩa với điểm đóng băng nước 0°C, điểm sôi 100°C ở áp suất khí quyển tiêu chuẩn, chia đều 100 khoảng giữa hai điểm, vì vậy còn gọi là thang bách phân. Độ C hiện là đơn vị nhiệt độ chính thức của đại đa số các quốc gia trên thế giới, cũng là đơn vị thông dụng được sử dụng song song với kelvin trong SI, được sử dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày, dự báo thời tiết, y tế, nấu ăn.
Độ F(Fahrenheit,°F) do nhà vật lý học Đức Gabriel Fahrenheit đề xuất năm 1724, ban đầu lấy nhiệt độ hỗn hợp nước đá muối là 0°F, nhiệt độ cơ thể khoảng 96°F làm tham chiếu, sau đó được chuẩn hóa thành điểm đóng băng nước 32°F, điểm sôi 212°F, khoảng cách 180 độ. Độ F hiện chủ yếu được sử dụng hàng ngày ở một số ít quốc gia và vùng lãnh thổ như Mỹ, Bahamas, Quần đảo Cayman, công thức nấu ăn kiểu Mỹ, mặt số lò nướng Mỹ, nhiệt kế độ F đều dùng °F.
Kelvin(Kelvin,K) là đơn vị nhiệt độ nhiệt động lực học duy nhất trong Hệ đơn vị quốc tế(SI), lấy độ không tuyệt đối(0K=-273,15°C) làm điểm khởi đầu, khoảng chia hoàn toàn giống với độ C(chênh lệch nhiệt độ 1K=1°C). Kelvin không sử dụng ký hiệu「độ」,viết trực tiếp số+K, là thang nhiệt tiêu chuẩn của vật lý, hóa học, nhiệt động lực học kỹ thuật. Tất cả các công thức vật lý có chứa nhiệt độ(PV=nRT, định luật Stefan-Boltzmann, hiệu suất Carnot v.v.) đều phải sử dụng nhiệt độ tuyệt đối(kelvin hoặc Rankine).
Độ Rankine(Rankine,°R) là thang nhiệt tuyệt đối dựa trên độ F, do kỹ sư người Scotland William Rankine đề xuất: 0°R=độ không tuyệt đối, khoảng chia giống với độ F(chênh lệch 1°R=1°F), vậy °R=°F+459.67=K×9/5. Rankine vẫn được sử dụng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, kỹ thuật nhiệt động lực học của Mỹ, tương đương với「kelvin」trong thế giới độ F. Độ Réaumur(Réaumur,°Ré) do nhà khoa học Pháp Réaumur đề xuất vào thế kỷ 18, điểm đóng băng nước 0°Ré, điểm sôi 80°Ré, chủ yếu được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu vào thế kỷ 19, hiện chỉ xuất hiện trong một số công thức nấu ăn cũ, làm pho mát, tài liệu lịch sử.
Cốt lõi của chuyển đổi nhiệt độ là phép biến đổi affine T_target = a × T_source + b, trong đó a là hệ số tỷ lệ, b là độ lệch điểm không. Ví dụ °C→°F: a=9/5, b=32; °C→K: a=1, b=273.15; °F→K cần hai bước: trước trừ 32, sau nhân 5/9, lại cộng 273.15. Công cụ này đã có sẵn công thức chuyển đổi trực tiếp giữa tất cả các thang nhiệt, tránh sai số dấu phẩy động do chuyển đổi theo chuỗi.
