地球环境适合人类生存，允许液态水的存在，主要原因在于地球可以接收到太阳的照射，在地球内部有频繁运动，在表面又有大气层的保护。而在太空中缺少了这些必要条件，温度自然也就极低。根据物理学定律，绝对零度为零下273.15摄氏度（或者也可以记为0开尔文），这是一种在理论上无法达到的状态。即使是在看似空无一物的太空中的温度也要高于绝对零度，弥漫在宇宙中的宇宙微波背景辐射（Cosmic Microwave Background）让太空中的平均温度达到了2.725开尔文。那么宇宙中最冷的地方在哪里？要达到接近绝对零度的极低温度，需要精心设计，人类曾在地球表面的实验室中创造出已知的宇宙中的最低温度，而更低的温度，可能即将出现在地球轨道上的国际空间站（International Space Station）中，这也标志着人类探索物质本质的又一个进步。

人们常见的物质形态有固态、液态和气态等。实际上，在一些极端条件下，物质还会呈现出更多奇特的状态。例如，在极低的温度条件下，某些特定的原子就会呈现出一种在量子力学的描述中，更接近于“波”的状态。在20世纪20年代，印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色（Satyendra Nath Bose）和爱因斯坦做出预测，玻色子原子（遵守玻色统计，可以有多个原子处于同样能量状态的原子）在接近绝对零度的温度状态下，会呈现出一种气态的、超流性的物质状态，这种理想中的物质状态被称为玻色-爱因斯坦凝聚态（Bose–Einstein condensate）。在这种状态下，理论上玻色子原子因为处于极低的能量态，它们的波函数发生重合，从而可能展现出一种“宏观的量子态”——也就是说，在理论上两个处于玻色-爱因斯坦凝聚态的物质在一起，它们并不会发生融合，而是会像波一样发生干涉。