日光温室的温度具有季节变化和日变化的特点。温室内的温度变化主要受到日照时间、光照强度、拉盖不透明物早晚等因素的影响。温室内部还存在局部温差现象，一般水平温差小于垂直温差。温室的宽度和高度对温差有直接影响，宽度越宽，水平温差越大；高度越高，垂直温差越小。纵向水平温差小于横向温差。冬季时，温室南部土壤温度比北部高2~3度，夜间则北部比南部高3~4度，纵向水平温差为1~3度。温室南部的产量通常较北部更高。

温室内土壤的温度与季节密切相关。当外界气温高且无冻土层影响时，室内地温较高，气温与地温的温差较小。相反，当外界气温在0度以下且外界土壤结冻时，室内地温升高难度增大，气温与地温的温差增大。

一天中5cm深地温的最低温度出现在上午8~9时，最高温度出现在下午3时左右；15cm深的最低温度出现在上午9时左右，最高温度出现在下午6时左右。在下午盖帘后到第二天揭帘之前，地温变化缓慢，变化幅度在2.5~4度，离地面越深，变化幅度越小。