壓力為 P {\displaystyle P} 的流體塊的潛在溫度是流體塊在絕熱條件下達到標準參考壓力 P 0 {\displaystyle P_{0}} 時所能達到的溫度，通常為 1,000 hPa (1,000 姆）。 潛在溫度表示為 θ {\displaystyle \theta } 并且對于近似理想的氣體

其中 T {\displaystyle T} 是包裹當前的xxx溫度（以 K 為單位），R {\displaystyle R} 是空氣的氣體常數，c p {\displaystyle c_{p}} 是比熱 恒壓下的容量。 R / c p = 0.286 {\displaystyle R/c_{p}=0.286} 對于空氣（氣象學）。 海洋中潛在溫度的參考點通常位于水壓為 0 dbar 的海洋表面。 海洋中的潛在溫度不考慮海水的不同熱容量，因此它不是熱含量的保守度量。 潛在溫度的圖形表示將始終小于溫度與深度圖中的實際溫度線。

位溫的概念適用于任何分層流體。 它最常用于大氣科學和海洋學。 它被用于這兩個領域的原因是壓力的變化會導致較暖的流體存在于較冷的流體之下——例如，在非常深的海溝和海洋混合層中，氣溫隨海拔高度而下降，水溫隨深度而升高。 當使用潛在溫度代替時，這些明顯不穩定的條件就會消失，因為流體塊沿其等值線是不變的。 在海洋中，參考表面的潛在溫度將略低于原位溫度（水體積在儀器測量的特定深度處的溫度），因為壓力降低導致的膨脹導致 冷卻。 原位溫度和潛在溫度之間的數值差異幾乎總是小于 1.5 攝氏度。 然而，在比較來自不同深度的水溫時，使用潛在溫度很重要。

位溫是比實際溫度更動態重要的量。 這是因為它不受與越過障礙物或大規模大氣湍流相關的物理提升或下沉的影響。 在一座小山上移動的一團空氣在上升斜坡時會膨脹和冷卻，然后在另一側下降時會壓縮和變暖——但在沒有加熱、冷卻、蒸發或冷凝的情況下，潛在溫度不會改變 （排除這些影響的過程稱為干絕熱）。 由于可以在不需要工作或加熱的情況下交換具有相同潛在溫度的包裹，因此恒定潛在溫度的線是自然流動路徑。

在幾乎所有情況下，大氣中的潛在溫度都會向上升高，這與可能升高或降低的實際溫度不同。 位溫對于所有干絕熱過程都是守恒的，因此它是行星邊界層中的一個重要量（通常非常接近干絕熱）。

位溫是衡量非飽和大氣靜態穩定性的有用量度。 在正常、穩定的分層條件下，潛在溫度隨高度增加

和垂直運動被抑制。 如果潛在溫度隨高度降低，

大氣對于垂直運動是不穩定的，并且很可能存在對流。 由于對流的作用是迅速混合大氣并恢復到穩定的分層狀態，因此觀察到潛在溫度隨高度降低的情況并不常見，除非正在進行劇烈的對流或在強烈的日照期間。 等效勢溫隨高度降低的情況更為常見，這表明在飽和空氣中不穩定。

由于勢溫在絕熱或等熵空氣運動下守恒，因此在穩定的絕熱流線或恒勢溫表面分別充當流線或流動表面。 這一事實被用于等熵分析，這是一種天氣分析形式，它允許空氣運動的可視化，特別是大規模垂直運動的分析。

大氣邊界層 (ABL) 勢溫擾動定義為 ABL 勢溫與 ABL 上方自由大氣勢溫之差。 在下降流動的情況下，該值稱為潛在溫度差。