热平衡的物理系统的温度状态是唯一的，但定量刻画的方法不唯一，因此，对同一个热平衡态系统的温度，存在多种的定量表征，即存在多种温标。既有依据统计物理理论建立的历史上的热力学温标，也有依据物质的宏观性质随温度变化的线性关系建立的经验温标，也有近似热力学温度的经验温标，即国际温标。

物质的一些宏观性质与温度有对应的关系，比如，液体和固体的热膨胀率与温度相关，电阻与温度相关，这些宏观性质随温度的变化率大，容易被观测，在一定的温度范围内，这个变化关系是唯一和线性的，据此，规定两个状态可重复的固定点的温度值，对这两个温度值构成的区间均匀地刻度，就可以建立经验的温标。波兰科学家D.G.华伦海特（丹尼尔·加布里埃尔·华伦海特，Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686～1736）于1724年建立的华氏温标和瑞典天文学家A.摄尔西乌斯（Anders Celsius, 1701～1744）于1742年建立的摄氏温标（又称百分度温标）是影响最大的两个经验温标。提出后不久均被重新调整定义。华氏温标规定水的冰点温度为32，沸点温度为212，两者之间做180等分，单位为华氏度，符号℉。百分度温标规定水的冰点温度为0，沸点温度为100，两者之间做100等分，单位为百分度，符号℃。

即使宏观性质随温度的变化是非线性的，也可以通过选择适当的非线性关系，定义一个温标。例如，可以选择多个温度固定点，在较大的温度范围，用电阻式温度计刻画温标。

除了热力学温标，其他曾经广泛使用的温标都属于经验温标，也包括从1927年起在世界范围应用的国际温标。它们的定义至少部分地包含了不依靠严格理论的经验的方法。热力学温标的科学定义方法摆脱了人为的经验成分，现在不再把对热力学温度的定义称为热力学温标。在这种意义上，温标与经验温标是等同的。