Viele physikalische Eigenschaften sind von der Temperatur abhängig und können daher mit geeigneten Messgeräten zur Bestimmung der Temperatur dienen (siehe Thermometer). Ein Beispiel ist die thermische Ausdehnung von Stoffen. Diese wird für ideale Gase im Gesetz von Gay-Lussac beschrieben und kann daher als Referenz dienen. Fast alle physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen sind stetigtemperaturabhängig, wenn auch zumeist schwach. Beispiele sind der elektrische Widerstand oder die Dichte. Bei Änderungen des Aggregatzustandes und anderen Phasenübergängen kommt es aber schon bei kleinsten Temperaturänderungen zu sprunghaften Veränderungen von Stoffeigenschaften.