Le leggi della termodinamica impongono che l’entropia di un sistema aumenti sempre nel tempo. Ciò significa che l’energia in un sistema tende a diffondersi e a essere distribuita in modo più uniforme. Quando la temperatura di un sistema diminuisce, diminuisce anche l'entropia, poiché l'energia diventa più concentrata. Tuttavia, allo zero assoluto, l’entropia raggiunge il suo valore più basso possibile e non c’è ulteriore energia che possa essere rimossa dal sistema.
Questo concetto è legato anche al principio di indeterminazione di Heisenberg, secondo il quale è impossibile conoscere contemporaneamente la posizione esatta e la quantità di moto di una particella. Allo zero assoluto, la quantità di moto delle particelle in un sistema è perfettamente nota, poiché sono tutte nel loro stato energetico più basso e non si muovono. Ciò, però, significa anche che la loro posizione diventa del tutto incerta, rendendo impossibile localizzarli con precisione.
Pertanto, lo zero assoluto rappresenta uno stato di massimo ordine e minima energia, in cui tutto il movimento termico è cessato e le particelle in un sistema si trovano nella loro configurazione più stabile. Ecco perché è considerata la temperatura più bassa possibile e il limite ultimo del freddo.
