三种温标，一种物理量
摄氏度、华氏度和开尔文衡量的都是同一种底层物理量——热力学温度，但它们采用不同的零点和不同的刻度间隔（「度」），这就是为什么同一个实际物理温度，用不同温标表示时会得到三个不同的数值。这三种温标在物理意义上没有哪一个比其他更「真实」——它们只是应用于同一连续热学量的不同标注惯例。
华氏和摄氏温标的由来
华氏温标由物理学家丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特于1720年代初创立。华伦海特的温标最终确定了两个如今熟悉的参考点：水的冰点为32°F，沸点为212°F，两者之间跨度为180度，如今它仍是美国的日常温标。
摄氏温标由天文学家安德斯·摄尔修斯于1742年提出，最初将0设为水的沸点，100设为水的冰点——与现代惯例正好相反——后来才被反转为如今熟悉的安排：0°C为冰点，100°C为沸点，二者均在标准大气压下测定。摄氏温标（以其现代的反转方向）是当今世界大多数地方使用的日常温标。
开尔文：从绝对零度起算的温标
开尔文是热力学温度的SI基本单位，也是整个科学领域使用的温标。它与摄氏温标共用相同的「度」大小——1开尔文的变化在幅度上与1摄氏度的变化完全相同——但其零点被设定在绝对零度，即一个物理系统理论上热能最低的临界点，而不是水的某种属性。由于摄氏与开尔文共用相同的刻度间隔，两个温标之间是简单的固定偏移关系（273.15），而不是一种比例换算关系，这与摄氏和华氏之间的关系不同。
绝对零度恰好等于0 K、−273.15°C和−459.67°F，任何物理系统都不能低于这一温度——它是温度的真正下限，而不仅仅是一个测得的极低数值。由于开尔文是从这一真正的物理零点起算的，开尔文数值之间的比值具有物理意义，这一点摄氏度或华氏度的数值比值不具备：200 K确实代表100 K热能尺度的两倍，而200°C在同样的物理意义上并不是100°C的两倍热，因为0°C只是一个任意的参考点（水的冰点），而不是真正的零点。
精确的换算公式
华氏与摄氏之间的换算采用由两种温标各自定义的参考点所确定的精确线性公式，而非近似值：°F=°C×9/5+32，反方向则为°C=(°F−32)×5/9。由于开尔文与摄氏共用相同的度数大小，仅相差一个固定偏移量，二者之间的换算只是简单的加减法：K=°C+273.15。
摄氏到开尔文的273.15偏移量是一个精确的定义值，而不是四舍五入或实验测得的数字——根据2019年国际单位制（SI）的修订，开尔文的大小是由玻尔兹曼常数的精确定义数值所确定的，这使得K=°C+273.15这一数值关系成为一种定义，而不是测量结果。
为什么开尔文没有度数符号
与带有度数符号的摄氏度和华氏度（°C、°F）不同，开尔文的写法仅为「kelvin」，符号为K，不带「度」字，也不带°符号——这一惯例由第13届国际计量大会（CGPM）于1967/68年确定。这反映了开尔文作为一种锚定于固定物理零点的绝对温标的地位，与之相对，摄氏和华氏都是相对于一个任意参考点（就摄氏而言，是水的某种属性）来定义的，而不是相对于一个真正的物理零点。
因此，写成「开尔文度」或在K前加°符号，是一种常见但已过时的用法错误，与该单位自1967/68年以来的定义不一致——正确的现代用法是简单地写「300 K」，而不是「300°K」或「300开尔文度」。
已验证的换算对照表
下表列出了三种温标下几个熟悉的物理参考点，可用来对照已知的锚点，对任何单个换算结果进行合理性检验。
| 参考点 | 摄氏度 | 华氏度 | 开尔文 |
|---|---|---|---|
| 绝对零度 | −273.15 °C | −459.67 °F | 0 K |
| 水的冰点（1大气压） | 0 °C | 32 °F | 273.15 K |
| 典型人体体温 | ≈37 °C | ≈98.6 °F | ≈310.15 K |
| 水的沸点（1大气压） | 100 °C | 212 °F | 373.15 K |
常见问题
将摄氏度换算为华氏度的精确公式是什么？
°F=°C×9/5+32。例如，20°C换算为20×1.8+32=68°F。这是由两种温标各自定义的参考点所确定的精确线性关系，而不是近似值。
如何将摄氏度换算为开尔文？
加上273.15：K=°C+273.15。例如，0°C（水的冰点）等于273.15 K，100°C（水的沸点）等于373.15 K。这一偏移量是SI下的精确定义值，而不是四舍五入的数字。
什么是绝对零度？为什么它很重要？
绝对零度是温度的理论下限，即一个物理系统热能最低的临界点，恰好等于0 K、−273.15°C和−459.67°F。它之所以重要，是因为开尔文以它为零点，这使得开尔文数值（与摄氏或华氏不同）之间可以有意义地进行比值比较——也因此没有任何物理上有效的温度能够低于这一点。
为什么写作「kelvin」而不是「开尔文度」？
第13届国际计量大会（1967/68年）将该单位重新定义为简单的「kelvin」（符号K），去掉了摄氏和华氏所保留的「度」字和°符号，以反映开尔文作为锚定于固定物理零点的绝对温标的地位，而不是像摄氏或华氏零点那样的任意参考点。
华氏和摄氏温标分别是什么时候创立的？
丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特于1720年代初创立了他的温标。安德斯·摄尔修斯于1742年提出了他的温标，最初参考点与现代惯例相反（0为沸点，100为冰点），后来才被反转为如今熟悉的0°C冰点/100°C沸点的安排。
参考文献
- National Institute of Standards and Technology (NIST) -- Special Publication 811: Guide for the Use of the International System of Units (SI), 2008 Edition.
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) -- The International System of Units (SI Brochure), 9th edition, 2019.
- Bureau International des Poids et Mesures -- Resolution 3 of the 13th General Conference on Weights and Measures (CGPM), 1967/68, definition of the unit kelvin.