热力学第零定律的核心是热平衡状态，热平衡是人们在长期的经验积累中认识到的。热力学第零定律比热学领域的其他定律提出的都晚，足见这个结论的意义重大却并不像直观理解那么简单。理解热平衡需要注意以下几个方面：

1、两个热学系统相接触，是否达到热平衡，可以通过观测这两个系统的宏观性质是否发生变化来判断。

2、当外界条件不发生变化时，达到热平衡的系统，其内部的冷热程度是均匀的，并且各系统都具有相同的、确定不变的温度值。

3、一切互为热平衡的系统具有相同的温度，因此一个热学系统的冷热程度可以通过其他与之平衡的系统的温度来表示。

4、热学系统之间的热平衡是动态的平衡，热平衡状态下虽然系统宏观性质不随时间变化，但是系统的微观量可以变化，系统之间微观上的相互作用及能量交换也不会停止。

从热平衡可以看出，热力学第零定律可以作为温度计的测量依据。常见的测量方法就是利用测量工具跟被测物的对比，例如用尺丈量长度，用升、斗测谷量等。但是温度测量中，不仅需要温度计中的测温物质与被测物进行对比，而且需要两者之间达到热平衡，温度计才能正确指示被测物的温度。由此可见，虽然温度计在热力学第零定律提出之前就被发明了，但是热力学第零定律可以作为定义温度的理论解释。