开尔文，符号为 K，是国际单位制（SI）中热力学温度的基本单位。它采用绝对温标，其零点对应于绝对零度，而不是任意选定的某种物质的参考点。1 开尔文的温度间隔与 1 摄氏度的温度间隔大小相同。这个单位以威廉·汤姆森（开尔文勋爵）命名，通过玻尔兹曼常数的精确值来定义；该常数将温度与微观能量尺度联系起来。(bipm.org)
定义与物理意义
自 2019 年 5 月 20 日起，开尔文通过将玻尔兹曼常数 的数值精确固定为下式来定义：
其中，J 表示焦耳，即国际单位制中的能量单位。等价地说，热力学温度变化 1 K 时，相应的能量尺度 恰好变化 J。这描述的是温度与能量之间的关系，并不意味着温度每升高 1 开尔文，每个粒子的总能量都会增加这么多。(bipm.org)
这一定义以统计力学为基础，同时保留温度作为独立基本量的地位。以国际单位制基本单位表示，玻尔兹曼常数的量纲为 。千克、米和秒本身也通过定义常数确立，这些常数包括普朗克常数、光速和铯原子的跃迁频率。因此，开尔文属于一套相互协调、以常数为基础的定义体系，而不依赖于某一种特定物质或温度计。(bipm.org)
与摄氏温标和华氏温标的关系
摄氏温度 定义为热力学温度 减去参考温度 273.15 K。用数值关系表示为：
因此，0 °C 精确对应于 273.15 K，25 °C 精确对应于 298.15 K。这一偏移量是精确值，并不表示测得的凝固点的不确定度。尽管摄氏温标在历史上是围绕水的性质发展起来的，但其现代定义以开尔文为依据。(nist.gov)
温度值与温度差必须加以区分。从 20 °C 升至 30 °C，温度增加了 10 °C，也就是 10 K；换算温度间隔时不加偏移量。在华氏温标中，1 K 的温度间隔对应于 1.8 °F。因此，绝对零度为 0 K、−273.15 °C 或 −459.67 °F。这些关系使不同温标之间可以相互换算，而不改变所描述的实际温度。(nist.gov)
历史发展
1848 年，汤姆森发表《论绝对温标》，在当时正在发展的热力学框架内提出了绝对温度的思路。他的研究将温度下限确定在约 −273 °C。现代采用的 −273.15 °C 反映的是后来标准化的摄氏温度与热力学温度之间的关系，而不是那项十九世纪估算的精度。(nist.gov)
1954 年，国际计量大会选定水的三相点作为基本固定点，并将其温度规定为 273.16 K。在三相点，固态、液态和气态共存，处于热力学平衡状态。由此确立的定义将该温度的 作为一个单位。1967 年，名称“开尔文”（kelvin）和符号 K 取代了“开尔文度”（degree kelvin）和 °K。(bipm.org)
以常数为基础的新定义于 2018 年获通过，并于 2019 年生效。它消除了开尔文定义对制备具有指定同位素组成的纯水的依赖。所选取的玻尔兹曼常数数值保证了新旧单位之间的连续性。因此，水三相点的热力学温度成为需要测量的量，而不再是定义开尔文的精确值。(bipm.org)
单位的实现与实际测量
在计量学中，定义一个单位与通过实验实现该单位是两项不同的任务。原级测温法通过某种物理关系确定热力学温度，其中的相关参数能够独立测量。这类方法包括声学气体测温法、介电常数气体测温法和折射率气体测温法。即使定义常数是精确的，这些方法仍然存在实验不确定度。(bipm.org)
许多校准工作采用的是1990 年国际温标（ITS-90）。它规定了可复现的固定点、仪器和内插程序，为 0.65 K 及以上的热力学温度提供实用的近似值。该温标的温度 在定义上并不等同于 ；两者之间的差异可以通过实验确定。2000 年暂行低温温标覆盖的范围约为 0.9 mK 至 1 K。(bipm.org)
这些温标通过经过校准的仪器支持计量溯源性。铂电阻温度计是接触式测量的重要仪器，而辐射测温法则利用黑体辐射进行非接触式测量，尤其适用于高温。校准将仪器的响应与既定温标联系起来；仪器本身并不定义开尔文。(nist.gov)
名称与书写规范
该单位的英文名称写作 kelvin，首字母通常小写，而其符号为大写的 K。符号前不加度数符号：应写作 300 K，而不是 300 °K。数值与单位符号之间应留一个空格。在英文行文中，其复数形式为“kelvins”，但符号始终为 K。国际单位制词头可用于方便地表示较小的单位，例如毫开尔文（mK）等于 K。这些规范将单位符号与斜体的量符号 区分开来。(nist.gov)