Nhiệt độ có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành đất. Nhiệt độ khác nhau thì quá trình hình thành đất khác nhau. Sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm và giữa các mùa là cơ sở cho phong hoá lý học đá và khoáng vật. Đây là quá trình phong hoá đá chính tạo đất ở vùng ôn đới. Nhiệt độ cũng là yếu tố thúc đẩy tốc độ của các phản ứng hoá học và sinh học trong đất. Do nhiệt độ cao nên quá trình phong hoá hoá học và sinh học thường xảy ra mạnh mẽ ở vùng nhiệt đới. Ngoài tác động đến quá trình phong hoá đá, tạo đất, nhiệt độ còn có tác động đến nhiều quá trình như chiều hướng và tốc độ của quá trình trao đổi nhiệt và không khí giữa đất và khí quyển, quá trình bốc hơi nước nên liên quan chặt chẽ với quá trình hình thành kết von đá ong. Chính nhiệt độ đã tạo ra các loại đất vùng ôn đới và đất vùng nhiệt đới có thành phần và tính chất rất khác nhau.
Nhiệt độ đất cũng như nhiệt độ không khí có ảnh hưởng rõ rệt tới tốc độ sinh trưởng và phát triển của cây. Trong ca dao Việt Nam có câu:
“Mạ chiêm ba tháng chưa già, Mạ mùa một tháng ắt là chẳng non”
Sự thúc đẩy tốc độ sinh trưởng cây của nhiệt độ được thể hiện ở 2 khía cạnh:
+ Khía cạnh thứ nhất là nhiệt độ có ảnh hưởng trực tiếp tới hoạt động sinh lý của
cây. Mỗi loại cây trồng có thể sinh trưởng và phát triển trong một khoảng nhiệt độ nhất định. Như ngô có thể nảy mầm ở nhiệt độ 70 – 100C nhưng nhiệt độ tối thích là 380 - 400C. Ngược lại các cây trồng ôn đới có nhiệt độ tối thích thấp hơn, chỉ vào khoảng 160C - 210C. Khi nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều làm ngừng trệ hoạt động sinh lý của cây, ức chế quá trình sinh trưởng và phát triển.
+ Khía cạnh thứ hai là nhiệt độ và không khí còn ảnh hưởng gián tiếp tới sinh trưởng và phát triển của cây thông qua ảnh hưởng tới tính chất đất. Nhiệt độ cao về mùa hè thúc đẩy các phản ứng lý hoá sinh trong đất như quá trình khoáng hoá chất hữu cơ và mùn cung cấp các chất khoáng dễ tiêu như NH4+, NO3-, K+... cho cây. Nhiệt độ đất cũng làm tăng khả năng hoà tan các chất dinh dưỡng trong đất... Như vậy khi nhiệt độ tăng, về cơ bản là làm tăng khả năng cung cấp chất dinh dưỡng của đất. Đất thường có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng ở mùa hè lớn hơn so với ở mùa đông.
Nguồn nhiệt cung cấp cho đất là từ ánh sáng mặt trời, từ các phản ứng sinh học trong đất, từ lòng đất và các chất phóng xạ... Nhiệt độ đất bị chi phối bởi các yếu tố ảnh hưởng tới các quá trình hấp thu và mất nhiệt của đất như hướng dốc, độ ẩm, thành phần cơ giới, độ che phủ mặt đất...
Nguồn nhiệt chính cung cấp cho đất là từ năng lượng tia sáng mặt trời. Năng lượng tia sáng mặt trời chiếu thẳng góc trên 1 cm2 mặt đất trong 1 phút khoảng 1.946 calo. Tuy nhiên chỉ có một phần lượng nhiệt trên tới được mặt đất một phần lớn khi tới mặt đất bị phản xạ, khúc xạ, hấp thụ bởi mây, bụi và các loại khí trong khí quyển. Người ta dự đoán rằng ở những vùng khí hậu khô, ít mây, có thể có tới 75% năng lượng ánh sáng chiếu tới mặt đất. Ngược lại ở những nơi khí hậu ẩm, nhiều mây chỉ có khoảng 30 - 45% năng lượng mặt trời chiếu tới mặt đất và trung bình toàn cầu xấp xỉ 50%. Khi chiếu tới mặt đất thì khoảng 30 - 45% năng lượng lại bị mất vào khí quyển do quá trình phản xạ hay phát nhiệt của đất. Cây chỉ sử dụng được vào khoảng 3% cho quang hợp và các quá trình trao đổi khác. Đất hút nhiệt và giữ lại trong đất chỉ được khoảng 5 - 15%. Hầu như một số lượng lớn nhiệt còn lại bị tiêu hao do quá trình bốc hơi nước từ mặt đất và thoát hơi mặt lá.
Song song với nguồn nhiệt chính cung cấp cho đất từ mặt trời, một nguồn nhiệt khá lớn được sinh ra từ các phản ứng sinh hoá học trong đất. Nguồn nhiệt này chủ yếu được sinh ra từ quá trình phân giải xác hữu cơ bởi vi sinh vật. Nguồn nhiệt này tuy không lớn nhưng rất có ý nghĩa trong việc điều tiết nhiệt độ đất cho các vườn ươm, ruộng mạ và các cây trồng vụ đông xuân ở nước ta.Bón phân hữu cơ cho các cây trồng vụ đông xuân không những cung cấp chất dinh dưỡng cho cây mà còn là điều tiết chế độ nhiệt của đất.
Ngoài những nguồn nhiệt trên đây các nguồn nhiệt khác như từ các chất phóng xạ, nhiệt từ lòng đất... có vai trò không lớn.
Tóm lại: Năng lượng từ ánh sáng mặt trời là có ý nghĩa nhất, nó quyết định tới chế độ nhiệt của đất. ở những vùng gần xích đạo cường độ chiếu sáng lớn thì nhiệt độ đất cao, ngược lại ở những vùng xa xích đạo cường độ chiếu sáng nhỏ nên nhiệt độ đất thấp. Cũng tương tự như vậy đất lạnh vào mùa đông và ấm vào mùa hè.