A seguito di somministrazione per via orale il composto risulta ben assorbito dal tratto gastrointestinale. La biodisponibilità orale è superiore al 90% ma viene ridotta dalla contemporanea assunzione di medicamenti antiacidi. La temafloxacina si distribuisce nei diversi fluidi e tessuti biologici, in particolare nei tessuti respiratori, nelle secrezioni nasali, nelle tonsille, nella prostata e a livello osseo. In questi distretti le concentrazioni raggiunte sono pari o superiori a quelle sieriche. L'emivita della temafloxacina si aggira intorno alle 8 ore. La penetrazione nel sistema nervoso centrale è invece meno marcata. L'eliminazione dall'organismo avviene prevalentemente attraverso la filtrazione glomerulare.