在所有的環境因素中，溫度對電池的充放電性能影響最大，在電極/電解液界面上的電化學反應與環境溫度有關，電極/電解液界面被視為電池的心臟。

假設溫度下降，電極的反應率也下降，假設電池電壓保持恒定，放電電流降低，電池的功率輸出也會下降。假如溫度上升則相反，即電池輸出功率會上升，溫度也影響電解液的傳送速度，溫度上升則加快，傳送溫度下降，傳送減慢，電池充放電性能也會受到影響。

假如溫度太高，超過45℃，會破壞電池內的化學平衡，導致副反應。鎳鎘鎳氫電池的放電效率低溫狀態下會有顯著的降低(如低于-15℃)，而在-20℃時，堿液達到起凝固點，電池充電速度也將大大降低。

在低溫充電低于0℃會增大電池內壓并可能使安全閥開啟。為了有效充電，環境溫度范圍應在5-30℃之間，一般充電效率會隨著溫度的升高而升高，但當溫度升到45℃以上，高溫下充電電池材料的性能會退化，電池的循環壽命也將大大縮短。