Takie sformułowanie jest poprawne, ale wymaga pewnych wyjaśnień. Po pierwsze zaznaczmy, że mówimy tu o temperaturze w skali Kelvina. Temperatura związana jest z ruchem cząstek i w skali Kelvina zero odpowiada sytuacji w której średnia energia kinetyczna cząstek jest najmniejsza. By zrozumieć co oznacza ujemna temperatura musimy dokładniej spojrzeć na definicje temperatury. Temperatura określa jak zmienia się entropia przy zmianie energii wewnętrznej. Natomiast entropia określa ilość konfiguracji w których może znajdować się układ mający daną energie. Zazwyczaj, gdy energia układu rośnie, to rośnie ilość możliwych konfiguracji, więc entropia rośnie. Takie zachowanie jest typowe i odpowiada ono dodatniej temperaturze w skali Kelvina.

Ujemna temperatura oznacza, że wraz ze wzrostem energii maleje ilość konfiguracji w której układ może się znajdować. Oznacza to, że konfiguracji o wysokiej energii jest mniej niż konfiguracji o niższej energii. W fizyce klasycznej taka sytuacja jest trudna do osiągnięcia, ponieważ liczba konfiguracji o wysokiej energii jest nieograniczona, gdyż prędkości cząstek są właściwie nieograniczone. W fizyce kwantowej natomiast takie sytuacje są możliwe i laser jest przykładem ich wykorzystania.

W laserze mamy do czynienia z inwersją obsadzeń: więcej atomów jest w (pewnym) stanie wzbudzonym niż w stanie podstawowym. Gdy „pompujemy” laser, czyli dostarczamy do atomów energii, to liczba atomów w stanie wzbudzonym rośnie. Co to oznacza dla liczby możliwych konfiguracji? Najwięcej konfiguracji jest w sytuacji gdy dokładnie połowa atomów jest w stanie podstawowym i dokładnie połowa w stanie wzbudzonym. Zwiększając liczbę atomów w stanie wzbudzonym liczba konfiguracji maleje. Gdy wszystkie atomy są w stanie wzbudzonym, to mamy dokładnie jedną konfigurację. Oznacza to, że zwiększając energię zmniejszamy liczbę możliwych konfiguracji, więc zmniejszamy entropię. W związku z tym temperatura jest ujemna.

Na koniec warto zauważyć, że ponieważ w procesie wymiany ciepła entropia nie może zmaleć, to ciepło przepływa z ciała o ujemnej temperaturze do ciała o dodatniej temperaturze. W tym sensie ciało o ujemnej temperaturze jest cieplejsze niż ciało o jakkolwiek dużej dodatniej temperaturze (mówimy tu cały czas o skali Kelwina).