Potencijalna temperatura je teoretska vrijednost koja se koristi u meteorologiji ili vremenskoj prognozi, te u oceanografiji ili proučavanju oceana. Ova vrijednost, koja se u meteorologiji naziva theta, je temperatura koju bi zračna masa imala da se dovede do standardnog tlaka. Važnost korištenja standardne temperature je da se zrak hladi na većim visinama, a oceani na većim dubinama, što otežava izravnu usporedbu različitih zračnih ili vodenih masa.
Jednadžba koja se koristi za definiranje potencijalne temperature zraka poznata je kao Poissonova jednadžba. Standardni tlak od 29.97 inča žive (1000 milibara) koristi se u izračunu za pretvaranje stvarne temperature. Ova jednadžba je dobila ime po Simeonu Denisu Poissonu, francuskom matematičaru i fizičaru koji ju je razvio. Izračun pretpostavlja da se toplina ili masa ne dodaju ili uklanjaju tijekom pretvorbe tlaka, pretpostavka koja se zove adijabatska promjena tlaka.
Meteorolozi promatraju zračne mase dok se kreću oko Zemlje i pokušavaju odrediti koji će se učinci pojaviti tijekom vremena. Zrak se hladi dok se diže i zagrijava kada pada, pa usporedba stvarnih temperatura u različitim točkama može rezultirati pogreškama u vremenskoj prognozi. Potencijalna temperatura pretpostavlja da su sve zračne mase pod istim tlakom, a karakter ili sastav zračne mase se ne mijenja dok se kreće.
Ovaj učinak je također važan za gledanje jedne zračne mase. Dok zračne mase kruže, mogu naići na planine ili mijenjati teren. Ako se zračna masa diže i hladi, stvarna temperatura zraka bit će niža. Potencijalna temperatura zanemaruje ovu činjenicu i gleda zračnu masu pri standardnom tlaku kako bi utvrdila mijenjaju li se karakteristike zračne mase.
Brzina propuštanja je izraz za promjenu temperature koja se javlja kako se visina povećava. Standardna stopa propuštanja u stabilnom zraku može se procijeniti na oko 3.5 stupnjeva F (oko 2 stupnja C) na 1000 stopa (300 metara) visine. Nestabilan zrak, kao što su područja niskog tlaka s olujama, ili hladne i tople fronte, stvaraju atmosferske uvjete u kojima se stopa prolaska ne može koristiti za procjene temperature. Potencijalna temperatura može se koristiti za standardizaciju ovih zračnih masa pri jednom pritisku, što omogućuje usporedbu.
Jedno važno razmatranje pri korištenju ovog izračuna je točka rosišta zračne mase. Parcela zraka koja se razmatra mora biti nezasićeni zrak ili zrak koji nije na rosištu. Ovo je važno jer izračun pretpostavlja da nikakva masa ili energija ne ulaze ili ne izlaze iz uzorka zraka. Zrak koji je zasićen može stvoriti kišu, što je gubitak mase koji će ovaj proračun učiniti neupotrebljivim.