Суточный ход температуры воздуха обусловлен суточным ходом температуры деятельного слоя. Минимальная температура воздуха на высоте 2 м наблюдается перед восходом солнца, а максимальная температура отмечается через два–три часа после полудня. Суточный ход температуры воздуха нередко нарушается вторжениями тёплых и холодных воздушных масс. Например, если вторжение холодного воздуха произошло днём, то температура воздуха в дневные часы может стать ниже, чем в предыдущую ночь. В сельскохозяйственном отношении очень важно то обстоятельство, что с величиной суточных колебаний температуры воздуха тесно связана его относительная влажность. Поэтому летние дни на суше с большими колебаниями суточной температуры характеризуются повышенной потребностью растений в воде. Кроме того, при больших суточных колебаниях температуры в переходные времена года усиливается опасность поздних весенних и ранних осенних заморозков.
Годовой ход температуры воздуха в основном определяется годовым ходом температуры подстилающей поверхности. Для континентального климата умеренных широт с чётко выраженными четырьмя временами года характерен годовой ход температуры воздуха с максимумом примерно в течение месяца после наивысшего стояния солнца и с минимумом также около месяца после самого низкого его стояния. Поэтому июль имеет наивысшую, а январь — наименьшую среднемесячную температуру воздуха. Атлантический океан оказывает влияние на Западную Европу, особенно зимой через области низкого давления с господствующими западными ветрами, которые приносят большие массы тёплого морского воздуха и смягчают суровость зимы. Наоборот, на Тихоокеанском побережье Евразии влияние океана ограничивается узкой полосой, потому что область высокого давления над Сибирью в зимние месяцы препятствует проникновению океанских воздушных масс. Здесь, в отличие от тёплого Гольфстрима, протекает холодное Курильское течение. Влияние океанов вместе с общей циркуляцией атмосферы проявляется в том, что область с самыми низкими зимними температурами, называемая полюсом холода, находится не на полюсе, а в северо–восточной части Сибири (Оймякон). Наиболее тёплые районы в летнее время находятся между 20 и 30° с. ш. в глубине континента.
К годовому ходу температуры приурочен и годовой ход фенологических явлений, так как время наступления многих фенологических фаз связано с наступлением определённого порога температуры воздуха.
Температурный режим почвы в основном зависит от её теплоёмкости и теплопроводности. Теплоёмкость почвы, у которой поры заполнены водой, значительно больше теплоёмкости сухой почвы, так как теплоёмкость воды во много раз выше, чем неподвижного воздуха. На нагревание почвы влияет также её цвет. Светлые почвы имеют большую отражательную способность, чем тёмные, и поэтому при одинаковом поступлении радиации меньше нагреваются. Растительный покров затеняет поверхность почвы, поглощая значительную часть или даже всю приходящую солнечную радиацию. Но в то же время он уменьшает охлаждение почвы, вызываемое её излучением. Все же в целом под растительным покровом почва летом холоднее, а зимой теплее, чем оголённая.
Средняя температура верхних слоёв почвы (0-5 см) летом в дневные часы выше, чем температура воздуха на высоте 2 м. На глубине 20 см под растительным покровом температура лёгких супесчаных почв в середине лета тоже несколько выше температуры воздуха, а тяжёлые суглинистые почвы на этой глубине в течение всего лета на 1 -2 °C холоднее воздуха. Полив и осадки, увеличивая теплоёмкость почвы, обусловливают её меньший нагрев. Сухой торф, имеющий наименьшую теплоёмкость по сравнению с другими почвами, при полном насыщении водой приобретает наибольшую теплоёмкость.
В течение суток температура почвы обычно имеет одно максимальное и одно минимальное значения. На поверхности почвы минимум температуры в ясные дни наблюдается перед восходом солнца, когда радиационный баланс отрицателен, а обмен теплом между воздухом и почвой незначителен. Максимум температуры в такие дни наблюдается около 13 ч, затем начинается её понижение, продолжающееся до утреннего минимума. На амплитуду суточного хода температуры почвы влияют время года, географическая широта, рельеф местности, растительный покров, теплоёмкость, теплопроводность и цвет почвы, облачность. Годовой ход температуры поверхности почвы зависит в основном от различного поступления солнечной радиации в течение года. Максимальные средние месячные температуры поверхности почвы наблюдаются в июле, когда приток тепла к почве наибольший, а минимальные — в январе–феврале.