La temperatura cinetica è un concetto che si adotta quando le condizioni fisiche della materia precludono l'utilizzo della definizione operativa-macroscopica "classica" di temperatura ovvero quella grandezza fisica misurata dal 'termometro'. Si applica tale concetto ad esempio in astronomia, quando un determinato gas si trova ad essere così rarefatto, che le probabilità che le particelle di tale gas si urtino tra loro sono minime. Per temperatura cinetica si intende quindi la temperatura alla quale dovrebbero trovarsi le particelle del gas sulla superficie terrestre per muoversi con energia cinetica pari a quella che hanno nelle condizioni in cui invece si trovano, seguendo direttamente la definizione microscopica di temperatura data dalla teoria cinetica dei gas.