Temperatura zemljišta i vazduha je najčešće klimatski faktor koji ima odlučujuću ulogu u određivanju pogodnosti temperatura i zemljište – uslova za gajenje vinove loze. Temperatura pri kojoj određeni fiziološki proces najbrže teče naziva se optimalna temperatura.
Sa povećanjem temperature povećava se i intezitet fotosinteze, sa primetnim razlikama među sortama. Tako kod sorti kraćeg vegetacionog perioda intezitet fotosinteze raste do temperature 20-25 °C kada dostiže maksimum, a potom nakon 30°C naglo pada, dok kod sorti sa dugim vegetacionim periodom intezitet fotosinteze dostiže maksimum na temperaturi 28-30°C, a naglo pada nakon 35°C. Najintenzivnije disanje vinove loze odvija se na temperaturama od 30°C do 40°C. Sa povećanjem temperature povećava se i transpiracija kod vinove loze, a kao posledica povećane transpiracije dolazi do sagorevanja hlorofila, što se manifestuje žućenjem i opadanjem lišća.
Za početak rada korenovog sistema neophodne su temperature više od 10 °C. Otuda se ova temperatura naziva biološkom nulom vinove loze. Idući ka severnoj zoni gajenja vinove loze, biološka nula ima vrednosti 7-10°C, a u južnoj zoni gajenja vrednosti su joj 10-12°C. Temperaturne sume za celu godinu i period vegetacije predstavljaju zbir svih pozitivnih temperatura u toku godine odnosno vegetacije. Najveće štete od niskih temperatura javljaju se u pozno proleće, ranu jesen i u toku zime (veće su šanse za oštećenjima na kraju nego na početku zime, što je posledica stanja u kome se nalazi organska materija u tkivima i organima vinove loze). Rani jesenji mrazevi izazivaju, zavisno od vremena javljanja, prevremeno opadanje lišća, izmrzavanje lastara, pucanje bobica. Temperature od -15°C sredinom zime izazivaju izmrzavanje okaca, a veličina štete zavisi od sorte, pripremljenosti sorte za zimu i dr. Različite sorte ispoljavaju različitu otpornost na niske temperature, a razlike između najotpornijih i najosetljivijih sorti kreću se u opsegu od 5 do 10 °C. Većina stonih sorti manje je otporna od vinskih sorti. Takođe, pojedina tkiva i organi vinove loze ispoljavaju različitu osetljivost na niske temperature.
