Вертикальні зміни температури нерівномірні. На поверхні вона найнижча в лютому: від 0,5 °C на півночі (тут прибережні води покриваються кригою, що сягає 10—20 км від берега, а часом навіть більше), до +5 °C +8 °C на півдні. Найвищу температуру має вода в серпні: від +20 °C на півночі до +25 °C і вище на півдні. Вода в Азовському морі нагрівається до +26 +27 °C, у лиманах навіть до +30 °C.