在極低的溫度下，物質會開始出現奇特而神祕的性質，而低溫學就是研究極低溫度的一門科學。這個領域的研究目標是了解如何產生與維持絕對溫度123度或是攝氏-150度以下的低溫，同時研究在這種低溫環境下，各種物理、化學及生物作用會產生什麼變化。

NASA預計在ISS上成立世界上最低溫的實驗室，溫度略高於絕對零度，科學家們期望低溫原子實驗室能成為通往量子世界的敲門磚。如果溫度夠低，或許科學家們可研究聚集成約人髮寬度的原子波，以人眼可以觀察到這些物質波，如此一來，將量子世界提升至巨觀世界後，或許能更容易發現量子世界的秘密。

科學家可以利用雷射冷卻技術來冷卻硬幣般大小的物體，達到0.8K。