Nhiệt độ tự nhiên thấp nhất từng được ghi nhận trực tiếp trên bề mặt Trái Đất là −89,2 °C (−128,6 °F; 184 K) tại trạm Vostok của Liên Xô ở châu Nam Cực vào ngày 21 tháng 7 năm 1983. Đây là nhiệt độ không khí gần bề mặt được đo ở vị trí có độ cao 3.488 m trên mực nước biển thuộc cao nguyên Đông Nam Cực.
Nhiệt độ bề mặt tại trạm Vostok vào mùa đông biến động lớn theo ngày hoặc liên năm bởi độ nhạy cao với sự xâm nhập của các khối khí biển khi hoạt động của sóng Rossby thay đổi quanh lục địa. Nhiệt độ kỷ lục như vậy xảy ra bởi năm điều kiện đặc thù:
Nhiệt độ tại lõi của xoáy trung tầng đối lưu đạt giá trị thấp gần kỷ lục
Tâm của xoáy di chuyển đến gần trạm
Một kiểu dòng thổi gần như hoàn lưu duy trì quanh trạm trong một tuần dẫn tới rất ít không khí ấm bình lưu từ vĩ độ thấp
Sức gió bề mặt ở trạm yếu
Không ghi nhận mây hay bụi kim cương phía trên trạm trong một tuần, thúc đẩy thất thoát nhiệt vào không gian qua phát bức xạ sóng dài.
Các nhà nghiên cứu ước tính nếu tình trạng bị cô lập kéo dài hơn nhiệt độ bề mặt tại Vostok có thể xuống khoảng −96 °C.
Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO) xác nhận nhiệt độ −89,2 °C là kỷ lục, tuy nhiên do các điểm quan trắc mặt đất phân bố thưa, có thể tồn tại những nơi có mức nhiệt thấp hơn nhưng đã không được ghi nhận. Dữ liệu vệ tinh chỉ ra 100 địa điểm có nhiệt độ bề mặt xấp xỉ −98 °C vào những mùa đông giai đoạn 2004–2016, quy ra nhiệt độ không khí độ cao 2 m cỡ −94 ± 4 °C. Nhiệt độ cực thấp đến dưới −90 °C thường xảy ra hơn khi xoáy cực đạt cường độ mạnh. Tương tự, nghiên cứu khác cũng khai thác dữ liệu thu thập bởi Bức xạ quang phổ kế Chụp ảnh Độ phân giải Vừa (MODIS) và chỉ ra nhiệt độ bề mặt đất thấp nhất xuống tới −110,9 °C, thấp hơn nhiều số liệu WMO công nhận.