一般称几千摄氏度到一万摄氏度的温度为高温，比这更高的温度称为超高温。在超高温下，物质状态发生显著变化，原子由于其中的电子脱离原子核的束缚而成为离子。物质的这一状态称为物质的第四状态，即等离子体。氘核和氚核在超高温下结合成新的原子核，释放更大核能，称为聚变。
一些则以电浆的形式存在，宇宙中大部分星体都是由电浆组成的。
超高温技术方面，实验室超高温电炉加热度，如洛阳西格马利用二硼化锆复合陶瓷材料作为发热体制成的加热炉加热到2600℃，则为超高温。西格玛超高温实验室为开放式超高温检测与技术研发的实验室。
人类所能产生的最高温度是5.1亿摄氏度大约比太阳的中心热33倍,该温度是美国新泽西州普林斯顿等离子物理实验室中的托卡马克核聚变反应堆利用氘和氚的等离子混合体于1994年5月27日创造出来的。绝对零温度(即绝对温标上的零开)相当于-273.15°C,当达到这一温度时所有的原子的分子热量运动都将停止。根据热力学第三定律,绝对零度是只能无限接近却无法达到的,人类所能所达到的最低温度为280微微开(即2.8×10-1ºK),该温度是1993年2月于芬兰赫尔辛基大学的低温实验室利用核去磁装置产生并宣布的。