Có ba thang đo nhiệt độ, mỗi thang cho phép đo lường chính xác, đang được đồng thời sử dụng là: thang Fahrenheit, Celsius và Kelvin. Ba thang đo nhiệt độ này do những người khác nhau phát triển và được sử dụng trong các trường hợp khác nhau.
Thang đo được người dân Hoa Kỳ sử dụng rộng rãi nhất là Fahrenheit. Năm 1714, Daniel Gabriel Fahrenheit, một nhà vật lý người Đức đang sống ở Hà Lan và điều hành một công ty kinh doanh dụng cụ đã phát triển một nhiệt kế chứa thủy ngân trong ống thủy tinh và thang đo nhiệt độ đó cho đến ngày nay vẫn mang tên ông. Thang đo ban đầu của ông có hai điểm cố định: 0° là nhiệt độ thấp nhất mà ông đo được trong dung dịch nước đá, nước và muối ; 96° là nhiệt độ mà Fahrenheit cho rằng là bình thường của cơ thể con người (mặc dù sau đó được xác định là là 98,6°). Dựa trên thang đo này, ông tính toán rằng điểm đóng băng (hay điểm băng) của nước là 32 °; trong các nghiên cứu sau này, người ta xác định rằng điểm sôi của nước (điểm hơi nước) là 212°.Thang đo của Fahrenheit đã được chấp nhận như là thước đo tiêu chuẩn của nhiệt độ ở một số nước, trong đó có Vương quốc Anh, từ đó nó đã lan sang những nước là thuộc địa của Anh trên khắp thế giới.Tuy nhiên cho đến ngày nay, Hoa Kỳ là quốc gia lớn duy nhất trên thế giới vẫn sử dụng thang độ F.
Thang đo đang được sử dụng ở nhiều quốc gia khác là thang độ Celsius. Anders Celsius (1701-1744), một nhà thiên văn học người Thụy Điển, đã phát triển một nhiệt kế vào năm 1741 dựa trên nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ sôi của nước. Tuy nhiên trên nhiệt kế mà Celsius đã phát triển, 0 ° được dùng để chỉ nhiệt độ sôi của nước và 100 ° được dùng để chỉ nhiệt độ đóng băng của nước. Sau khi ông qua đời, thang đo của ông đã bị đảo ngược bởi một người bạn, nhà sinh vật học Carl von Linne (1707-1748)- người đã đạt được sự công nhận bởi sự phát triển của hệ thống phân loại thực vật và động vật Linnean. Trên thang đo mới sau khi bị đảo ngược bởi von Linne, 0 ° biểu thị nhiệt độ đóng băng của nước và 100 ° biểu thị nhiệt độ sôi của nước. Vào cùng thời điểm mà Celsius và von Linne đang nghiên cứu dụng cụ đo nhiệt độ của họ ở Thụy Điển thì ở Pháp, một nhiệt kế tương tự đã được phát triển. Sau Cách mạng Pháp, thang đo được phát triển ở Pháp đã được sử dụng như một phần của hệ thống đo lường ở quốc gia đó với tên gọi centigrade, có nghĩa là "một trăm đơn vị", và từ đó nó lan rộng ra toàn thế giới. Năm 1948, một thỏa thuận quốc tế đã được thực hiện để đổi tên thang độ Centigrade thành thang độ Celsius để vinh danh nhà khoa học đầu tiên được biết đến là người sử dụng thang đo 100 độ, mặc dù chúng ta cần nhớ rằng thang đo độ C mà ông ấy sử dụng chính là sự đảo ngược của thang đo nhiệt độ ngày nay.
Thang đo thứ ba là thang đo Kelvin, ngày nay thường được sử dụng cho các mục đích khoa học. Thang đo này lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1854 bởi hai nhà vật lý người Anh: William Thomson, Lord Kelvin (1824-1907) và James Prescott Joule (1818-1889). Thang Kelvin xác định 0° là độ không tuyệt đối, nhiệt độ giả định mà tại đó mọi chuyển động của nguyên tử và phân tử về mặt lý thuyết đều dừng lại, và 100 ° là nhiệt độ chênh lệch giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước giống như ở thang độ C. Trên thang đo Kelvin, với 0°K là điểm bằng không tuyệt đối, nước đóng băng ở 273°K và nước sôi ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đóng băng là 100 °. Thang đo Kelvin rất phù hợp với một số lĩnh vực nghiên cứu khoa học vì nó không có bất kỳ giá trị âm nào, nhưng nó vẫn duy trì sự chênh lệch 100 ° giữa điểm đóng băng và điểm sôi của nước mà thang độ C có. Do đó có thể dễ dàng chuyển đổi thành thang độ C chỉ bằng cách trừ 273 ° khỏi nhiệt độ trên thang Kelvin.