La définition de l'unité de température thermodynamique fut en fait donnée par la 10^e CGPM (1954, Résolution 3) qui choisit le point triple de l'eau comme point fixe fondamental en lui attribuant la température de 273,16 K par définition. La 13^e CGPM (1967/68, Résolution 3) adopta le nom kelvin, symbole K, au lieu de « degré Kelvin », symbole °K, et définit l'unité de température thermodynamique comme suit (1967/68, Résolution 4) :

Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau.

Il en résulte que la température thermodynamique du point triple de l'eau est égale à 273,16 kelvins exactement, T_tpw = 273,16 K.

Lors de sa session de 2005, le Comité international a affirmé que :

Cette définition se réfère à une eau d'une composition isotopique définie par les rapports de quantité de matière suivants : 0,000 155 76 mole de ²H par mole de ¹H, 0,000 379 9 mole de ¹⁷O par mole de ¹⁶O et 0,002 005 2 mole de ¹⁸O par mole de ¹⁶O.

En raison de la manière dont les échelles de température étaient habituellement définies, il resta d'usage courant d'exprimer la température thermodynamique, symbole T, en fonction de sa différence par rapport à la température de référence T₀ = 273,15 K, le point de congélation de l'eau. Cette différence de température est appelée température Celsius, symbole t, et elle est définie par l'équation entre grandeurs :

L'unité de température Celsius est le degré Celsius, symbole °C, égal à l'unité kelvin par définition. Une différence ou un intervalle de température peut s'exprimer aussi bien en kelvins qu'en degrés Celsius (13^e CGPM, 1967/68, Résolution 3, mentionnée ci-dessus), la valeur numérique de la différence de température étant la même. Cependant, la valeur numérique de la température Celsius exprimée en degrés Celsius est liée à la valeur numérique de la température thermodynamique exprimée en kelvins par la relation :

Le kelvin et le degré Celsius sont aussi les unités de l'Échelle internationale de température de 1990 (EIT-90) adoptée par le Comité international en 1989 dans sa Recommandation 5 (CI-1989).