Grunnen til at ekvipartisjonsprinsippet ikke gir riktig resultat ved vanlige temperaturer, skyldes at både de roterende og de vibrerende frihetsgradene ikke er helt "frie"" under «karakteristiske temperaturer» som fremkommer ved en kvantemekanisk beregning basert på den samme Boltzmann-fordelingen. Da vil disse energiene ikke variere kontinuerlig som antatt i den klassiske utledningen av ekvipartisjonsprinsippet, men være kvantiserte og dermed bare ha diskrete verdier.