Pri meraní sa nádoba vloží do prostredia, ktorého teplotu máme merať.
Pri meraní termodynamickej teploty plynovým teplomerom sa zisťuje, že tlak p plynu v nádobe plynového teplomera je priamo úmerný jeho termodynamickej teplote T za stáleho objemu plynu.
Keď nádobu plynového teplomera ponoríme do rovnovážnej sústavy ľad + voda + nasýtená vodná para, má plyn v nádobe po dosiahnutí rovnováhy termodynamickú teplotu Tr=273.16 K a tlak pr = pa + hr g , kde pa je atmosferický tlak a hr g je hydrostatický tlak kvapaliny zodpovedajúci vzdialenosti hr hladín kvapaliny o oboch ramenách. Ak je nádoba plynového teplomera v rovnováhe so sústavou, ktorej teplotu T meriame, má plyn v nádobe termodynamickú teplotu T a tlak p = pa + h g. Z priamej úmernosti medzi veličinami p a T dostaneme vzťah
T p Tr
--- = --- , odkiaľ T = --- p.
Tr pr pr

V súčasnej fyzike sa Celziova teplota t definuje pomocou termodynamickej teploty T definičným vzťahom t = ( {T} - 273.15 ) °C, kde T je číselná hodnota termodynamickej teploty.
Zo vzťahu medzi Celziovou a termodynamickou teplotou vyplýva, že teplotný rozdiel t = T.
Termodynamická teplota ľubovoľnej sústavy sa môže priblížiť k hodnote O K, nemôže ju však dosiahnuť. Pri tejto teplote nadobúda kinetická energia častíc sústavy najnižšie možné hodnoty, nie je však nulová. V blízkosti teploty O K sa veľmi menia vlastnosti látok, napr. elektrická vodivosť. Pomocou chladiacej techniky sa podarilo dosiahnuť teploty nižšia ako 1 mK.