Lämpönopeus on hiukkasten lämpöliikkeen neliönopeuden keskiarvo .
Jos hiukkasten nopeusjakauma on annettu jollain funktiolla , niin lämpönopeus määritellään seuraavasti
Maxwellin nopeusjakauman tapauksessa , jonka määrittää lämpötila T , lämpönopeus on yhtä suuri kuin
missä k on Boltzmannin vakio , m on hiukkasmassa . Siten hiukkasten lämpönopeus ja aineen lämpötila liittyvät yksiselitteisesti toisiinsa.
Lämpönopeus luonnehtii ainehiukkasten keskimääräistä kineettistä energiaa :
Siten lämpönopeus luonnehtii myös aineen sisäistä energiaa , joka liittyy sen aineosien translaatioliikkeeseen.