温度计量（学）的主要研究内容是：温度的概念和温度测量理论；热力学温度的确定，以及一个足够接近热力学温度、能够精确实现的国际温标；完整的、科学的温度量值传递体系，确保测量仪器温度量值的准确、可靠和统一；各种测温方法及测温仪器的测量性能；温度测量的准确和可靠应用。目的是提供更好的温度测量，并支撑温度相关量的测量。

人们在生活中对温度的定性感知是它对物体冷热程度的反映。基于热力学第零定律，温度是一个反映不同系统之间或系统内各局部之间热状态的参数。两个相互处于热平衡的系统具有相同的热状态参数——温度。16世纪，伽利略利用气体热胀冷缩的原理制成了一个温度计。尽管没有定量化的温度刻度，但它是历史上能指示温度变化的第一个温度计。18世纪上半叶，德国科学家G.D.华伦海特和摄耳修斯分别提出可实行的温标，即华氏温标和摄氏温标。都是在两个规定了数值的可重现温度固定点之间等间隔细分形成的温标。作为对温度的定量表示，这种温标的范围有限，所定义的温度数值不仅与所规定的固定点温度数值有关，也与依据经验选择的定义温标的温度计的特性有关，故称为经验温标。基于热力学第二定律定义的热力学温度（又称热力学温标）是一种与测温物质特性无关的科学定义。热力学温度单位开尔文是国际单位制（SI）中的基本单位，在国际单位制中有特殊地位。

尽管热力学温度具有科学的定义，采用原级测温法可以实现热力学温度测量，但是对于绝大多数实际应用而言，热力学温度测量是难度很大、精细复杂和很耗时的工作，难以实行。因此，国际温标作为一种在世界范围公认的协议温标，在1927年提出并持续改进，它在可能的最宽范围、以当时最好的不确定度水平对热力学温度近似。规定了一套固定点、内插（外推）仪器和内插（外推）公式，以比热力学温度测量更容易的操作，复现温标，而且确保在世界范围温度测量的一致性。随着热力学温度测量水平和技术的发展，国际温标经历了多次修订，目的是使之更接近热力学温度、温度范围更宽、各温区衔接更平滑和重叠区定义值更一致。热力学温度测量作为国际温标量值的科学依据，对国际温标的制定与改进起着重要的支撑作用。

温度作为定量表达时的简称，在教科书中常默认指热力学温度；在绝大多数应用中，温度的量值默认指当时的国际温标温度（开尔文国际温度或摄氏国际温度）。

测温法是利用物质可直接测量的特性与温度之间的物理关系进行温度测量的方法。按照对测温机理的认知程度和对已知温度的依赖性，测温法可分为原级测温法和次级测温法。原级测温法是利用被测量与热力学温度之间的关系测温的方法，该关系可在所需的不确定度水平被充分认知或计算，并且不包含任何其他显著依赖温度的量。测量热力学温度必须依赖于原级测温法。经确认的热力学温度T与ITS-90温度T₉₀之差（T-T₉₀）的最优估计，是改进国际温标ITS-90的重要依据。发展新的原级测温法、减小测量不确定度、改进实用性是原级测温法的重要研究内容。溯源到频率量的原级测温法，有形成不需要溯源到温度的实用测温仪器的发展潜力，是原级测温法应用研究的新动向。由于测温方法的严谨和不依赖于已知温度的溯源独立性，原级测温法在温度计量（学）中有特殊的地位。

次级测温法在生活、生产和科学研究中广泛应用，采用次级测温法的测温仪器需要用温度计量标准进行校准，以保证测量仪器的温度量值统一和准确。在一般测温应用中采用原级测温法仪器的特殊情况，也常用温度计量标准检验是否符合其准确度等级。

为保证温度测量结果的长期可比性、不同校准实验室校准的测温仪器的一致性和不同测量方法的测温仪器测量结果的一致性，需要建立国家或区域的温度最高计量标准和完整、科学的量值传递体系，以保证测温仪器的溯源需求。

一个国家建立独立的温度最高计量标准，需要建立复现国际温标的温度基准，或采用原级测温法建立测量热力学温度的原级标准，并持续维护和改进。这些标准的能力需要有关实验室参加国际比对予以检验并获得国际互认。中国计量科学研究院已建立ITS-90的13～1235K和1235～3020K的ITS-90温度国家基准，也形成1235～2747K辐射测温法热力学温度测量原级标准。

温度标准器包含可准确复现温度的仪器（源）和可准确测量温度的仪器（温度计）。其中，复现温度的标准器包括温度固定点装置和配备了测温标准器的恒温器，相应地用于辐射测温的为温度固定点黑体辐射源和可变温度黑体辐射源。除了测量范围、耐用性、可靠性和测量效率等性能，标准器对准确性、复现性、稳定性、均匀性等特性有更高的要求。在温度量值复现与传递中，利用等温黑体的亮度温度等于其实际温度的特性，亮度温度也是重要的温度量值传递参数。因此，黑体辐射源的发射率特性是辐射测温法温度计量的研究重点之一。

温度量值传递的要素主要包括温度计量标准器和传递方法，由它们构成从国际单位制温度单位定义到测温仪器的温度量值传递链，该传递链也可表述为从测温仪器到温度单位定义的不间断的溯源链。在这组传递链形成的温度量值传递体系中，还包括各种计量技术规范、指南。为了进行能力验证，各国的最高计量标准不定期地参加国际比对，同类计量标准参加国际、国内或行业内的实验室间比对。

中国已建立了较完整的温度量值传递体系，并由中国计量科学研究院代表中国参加国际计量局、亚太地区组织的温度国际计量比对。通过比对检验的测量能力，得到校准与测量能力（CMCs）的国际互认，并进入国际计量局的CMCs能力数据库。至2017年，中国计量科学研究院共有50项温度校准测量能力获得国际互认。

随着热力学温度测量方法的发展，测量水平不断提高，能够实现热力学温度测量的实验室逐渐增多，热力学温度测量的实用性和普及性也有了显著发展。2005年国际计量委员会温度咨询委员会（CIPM-CCT）建议在国际温标基础上制定“开尔文定义的实现（Mise en Pratique of the Definition of the kelvin，MeP-K）”系列文件，并在21世纪10年代逐步形成了对国际温度量值框架的新规划。在此框架中，基于温度的定义，温度量值的实现可采用三种方案：①原级测温法，依据开尔文定义的热力学温度测量方法。②热力学温度的正式近似，在21世纪10年代即1990国际温标ITS-90和2000临时低温温标PLTS-2000。③间接近似，CCT以补充指南的形式给出的，不直接根据开尔文定义或国际温标定义的近似方法，可减少成本或缩短溯源链。温度量值的实现可从这三个并行方式中选择。下图是“开尔文定义的实现（MeP-K）”文件体系的组成和相互关系。其中的文件被逐步制定和更新。在新框架中，对于一般应用而言，热力学温度从以往隐含的作为国际温标温度量值依据的科学地位提升到具有在世界范围直接传递应用的正式地位，将逐步进入服务于测温应用的温度量值传递中。作为对热力学温度的正式近似的国际温标，在21世纪10年代和不远的将来仍然是各国实现和传递温度量值的主要选择。

实现温度量值的国际框架及其文件