तापमान में भिन्नताएं भी भारतीय उप-महाद्वीप की विशेष पहचान है। नवम्बर से फरवरी तक के सर्दियों के महीनों के दौरान देश के अधिकांश हिस्से में महाद्वीपी हवाओं के कारण तापमान में दक्षिण से पश्चिम की तरफ गिरावट आ जाती है।

दिसम्बर और जनवरी के सबसे अधिक ठण्डे महीनों के दौरान औसत अधिकतम तापमान महाद्वीप के कुछ हिस्सों में 29 डिग्री सेंटीग्रेड से लेकर उत्तर में लगभग 18 डिग्री सेंटीग्रेड तक जबकि औसत न्यूनतम तापमान सुदूर दक्षिण में लगभग 24 डिग्री से लेकर उत्तर में 5 डिग्री सेंटीग्रेड से कम तक रहता है।

मार्च से मई तक आमतौर पर तापमान में सतत और तेज वृद्धि होती है। अधिकतम तापमान उत्तर भारत में, विशेष रूप से उत्तर-पश्चिम के रेगिस्तानी क्षेत्र में जहां का अधिकतम तापमान 48 डिग्री सेंटीग्रेड से बढ़कर होता है, देखने में आता है।

जून में दक्षिण पश्चिम मानसून के आगमन के साथ देश के केन्द्रीय हिस्सों में अधिकतम तापमान में तेजी से गिरावट आती है। देश के लगभग दो तिहाई हिस्से में, जिसमें अच्छी वर्षा होती है तापमान लगभग एक समान रहता है। अगस्त में जबकि मानसून सितम्बर में उत्तर से वापिस चला जाता है तापमान में उल्लेखनीय गिरावट आ जाती है। उत्तर-पश्चिम भारत में नवम्बर के महीने में औसत अधिकतम तापमान 38 डिग्री सेंटीग्रेड तथा औसत न्यूनतम तापमान 10 डिग्री सेंटीग्रेड रहता है। सुदूर उत्तर में तापमान हिमांक से भी नीचे गिर जाता है।