Temperatura zraka, uz padavine, predstavlja najvažniji parametar u analizi i prognozi vremena, kao i u proučavanju klime.
Zagrijavanje i hlađenje zraka od podloge vrši se na sljedeće načine: kondukcijom (provođenje toplote), apsorpcijom dugotalasne radijacije od podloge i protuzračenja atmosfere, konvekcijom, advekcijom i isparavanjem. Dnevni i godišnji hod temperature zraka zavisi od mnogo činilaca od kojih su najznačajniji: geografska širina, nadmorska visina, dužina dana, reljef, godišnje doba, oblačnost, strujanje zraka, vrsta tla, vegetacija itd.. Godišnji hod temperature zraka na sjevernoj hemisferi ima jedan minimum poslije zimskog solsticija, obično u januaru (rjeđe u februaru) i jedan maksimum temperature zraka poslije ljetnog solsticija, u julu (rjeđe u avgustu).
Na dnevni hod temperature zraka utiču dva faktora: insolacija i zemljina radijacija. Insolacija obuhvata direktno i difuzno, tj. globalno zračenje i traje od izlaska do zalaska sunca, a radijacija traje neprekidno i danju i noću. Prema tome, u periodu kada insolacija nadjača radijaciju temperatura zraka raste, u suprotnom opada. Minimalna temperatura zraka javlja se neposredno pred izlazak sunca, a maksimalna neposredno nakon zenita.
Prema standardima Svjetske meteorološke organizacije temperatura zraka se mjeri živinim termometrima, u meteorološkim zaklonima, na visini 2 metra od tla. Meteorološki zaklon mora da bude iznad prirodne podloge, sa vratima okrenutim prema sjeveru (na sjevernoj hemisferi). Temperatura se mjeri u tri klimatološka termina (07, 14 i 21 sat). Srednja dnevna temperatura se dobije primjenom izmjerenih vrijednosti u navedenim terminima putem slijedeće formule:
$$t=\frac{t07+t14+2*t21}{4}$$
Temperatura zraka, u normalnim uslovima, smanjuje se s porastom nadmorske visine, neujednačeno kako u prostoru tako i u vremenu. Opadanje temperature zraka sa porastom nadmorske visine može nastati na dva načina: kao posljedica porasta nadmorske visine iznad nekog ravnog predjela (u slobodnoj atmosferi) i usljed porasta nadmorske visine u planinskim predjelima. Na osnovu mjerenja utvrđeno je da temperatura zraka u prosjeku opada na svakih 100 m za 0,6 oC, što je definisano kao vertikalni temperaturni gradijent. Moguće su manje oscilacije ovisno o dobu godine, dijelu dana, blizini mora, karakteristikama reljefa. Opadanje temperature sa porastom nadmorske visine najveće je tokom ljeta, a najmanje u zimskom periodu.
Porastom nadmorske visine, u rijetkim slučajevima, dešava se da temperatura zraka raste, što se naziva temperaturna inverzija. Prema načinu postanka dijeli se na radijacione, frontalne, visinske i inverzije spuštanja zračnih masa.
Srednja godišnja temperatura zraka na prostoru Federacije Bosne i Hercegovine (FBiH) varira od 7,2 °C na Ivan Sedlu do 15,2 °C u Neumu.
U planinsko kotlinskoj oblasti centralnog dijela FBIH koji zahvata srednji tok rijeka Vrbasa, Bosne i Drine, srednje godišnje temperature zraka kreću se, ovisno o nadmorskoj visini, od 8,2 °C u Bugojnu do 10,2 °C u Zenici.
Na području niske Hercegovine koja obuhvata donji tok rijeke Neretve, srednja godišnja temperatura je u rasponu od 14,1 °C u Čapljini do 15,2 °C u Neumu. Ovakve temperature posljedica su blizine i otvorenosti prema Jadranskom moru.
Visoka kraška polja (Kupreško, Glamočko, Livanjsko) na jugozapadu Federacije BiH, koja su planinskim masivima odvojena od mora i kontinentalnog dijela, imaju oštriju klimu sa srednjim godišnjim temperaturama u rasponu od 5,8 °C na Kupresu do 8,9 °C u Livnu.
Prema prostornoj raspodjeli srednjih godišnjih temperatura, sjeverozapadni dio Federacije je dosta hladniji od niske Hercegovine i temperature se kreću od 9,6 °C u Cazinu do 10, 6 °C u Bihaću, ali je pri tome, usljed čestih prodora toplog zraka sa zapada, ovo područje toplije u odnosu na preostali kontinentalni dio.
U Federaciji Bosne i Hercegovine najniža vrijednost srednje godišnje temperature od 1,2 °C je na visinskoj stanici Bjelašnica, lociranoj na 2067 metara.
Analiza godišnjeg hoda temperatura zraka u Federaciji BiH pokazuje da je najhladniji mjesec januar, a najtopliji juli. Prosječna januarska temperatura u planinsko-kotlinskom centralnom području kreće se od -6,5 °C na Bjelašnici, mada treba naglasiti da se radi o vrlo specifičnoj stanici koja je iznad 2000 metara nadmorske visine, do -0,9 °C u Sarajevu i Zenici. U ovom području, na Ivan Sedlu je prosječna januarska temperatura -2,7 °C, u Bugojnu -1,7 °C.
Na sjeveroistoku Federacije BiH prosječna januarska temperatura kreće se od -1,0 °C u Gradačcu, -0,8 °C u Tuzli, do -0,3 °C u Orašju.
Na području Hercegovine srednja januarska temperatura ima vrijednosti od 4,8°C u Mostaru do 6,6 °C u Neumu.
Srednje januarske temperature u sjeverozapadnom dijelu Federacije kreću se od -0,8 °C u Sanskom Mostu do 0,3 °C u Bihaću, gdje je toplije u odnosu na preostali kontinentalni dio zbog već pomenutih povremenih prodora toplijeg zraka, svojstvenih ovom području tokom većeg dijela godine.
Prosječna julska temperatura na području Federacije u rasponu je od 16,4 °C na Ivan Sedlu do 24,7 °C u Mostaru. Sa porastom nadmorske visine, tokom ljeta je znatno hladnije, temperaturni rasponi su veći nego zimi, na Bjelašnici je prosječna julska temperatura 9,5 °C.
U centralnom, planinsko-kotlinskom području, u slivovima Vrbasa, Bosne i Drine, prosječne julske vrijednosti kreću se od 16,4 na Ivan Sedlu, do 20,7 °C u Zenici. U Bugojnu je ova vrijednost 18,2 °C, u Sarajevu 18,9 °C, a u Goraždu 19,0 °C.
Na jugu su srednje julske temperature posvuda za približno 2 do 4 °C iznad temperatura najtoplijih mjesta u kontinentalnom dijelu Federacije. Orašje na Savi, na sjeveru, ima srednju julsku temperaturu od 21,5 °C, Posušje u Hercegovini 20,8 °C, Velika Kladuša na krajnjem zapadu 20,0 °C. U Čapljini je srednja julska temperatura 23,7 °C, u Stocu 23,9 °C, u Neumu 24,6 °C, a u Mostaru 24,7 °C.
Po sezonama, srednja zimska temperatura znatno je veća na jugu u odnosu na kontinentalni dio Federacije, usljed blizine mora, geografske širine, nadmorske visine i orografskih karakteristika unutrašnjosti, što se također odražava i na razlike u proljetnim i jesenskim temperaturama. Srednja zimska temperatura u Ljubuškom i Čapljini je 6,0 °C, u Neumu 7,4 °C. Mjesta sa najnižim pozitivnim vrijednostima, srednjih zimskih temperatura su Cazin, Sarajevo i Livno sa 0,3 °C, Drvar sa 0,2 °C. Kladanj i Visoko imaju negativnu srednju zimsku temperaturu od -0,1 °C, Bugojno i Pazarić -0,5 °C, prevoj Komar -1,1 °C, Ivan Sedlo -1,6 °C, Glamoč -2,1 °C, Makljen -2,2 °C, a najhladniji je Kupres sa srednjom zimskom temperaturom od -2,9 °C. Shodno prethodnim analizama, Bjelašnica se uvijek ističe kao primjer ekstremnih vremenskih prilika i na ovom lokalitetu, srednja zimska temperatura iznosi -6,0 °C. Na Bjelašnici je ujedno i najmanja sezonska amplituda, kada se govori o zimi i ljetu, razlika je 14,8 °C, odnosno srednja ljetna temperatura na ovoj stanici je 8,8 °C. Nakon Bjelašnice, najmanja amplituda, kada se govori o sezonama ljeto – zima, registrovana je na krajnjem jugu Federacije u Neumu i iznosi 16,0 °C, odnosno srednja ljetna temperatura je 23,4 °C.
Na svim mjernim lokacijama u Federaciji jesen je u prosjeku toplija od proljeća, od neznatnih 0,1 °C u Vitezu, Zenici i Goraždu do 2,2 °C u Tomislavgradu. Razlike u srednjim sezonskim temperaturama između proljeća i jeseni rastu od sjevera ka jugu, a u porastu su i sa nadmorskom visinom. Jedino mjesto u Federaciji BiH gdje je proljeće toplije od jeseni je Orašje na Savi, u kojem je srednja proljetna temperatura 12,0 °C, a srednja jesenska 11,7 °C. Na krajnjem jugu, u Neumu jesen je sa srednjom temperaturom od 15,9 °C u prosjeku toplija za 2,0 °C od proljeća, a na visinskoj stanici Bjelašnica srednja jesenska temperatura od 2,7 °C je veća za 3,3 °C od srednje proljetne.
Godišnja temperaturna amplituda (razlika između srednje temperature najtoplijeg i najhladnijeg mjeseca, na teritoriji Federacije to su juli i januar) također ovisi o geografskoj širini, blizini mora, nadmorskoj visini i reljefu. Najveća amplituda je na sjeveru, u Orašju na Savi i iznosi 21,8 °C, identična je u Vitezu, a najmanje godišnje amplitude su, kao i kod poređenja sezonskih srednjih temperatura za zimu i ljeto, u Neumu gdje je raspon 18,0 °C i na Bjelašnici gdje godišnja amplituda srednjih mjesečnih vrijednosti temperatura zraka iznosi 16,0 °C.
Apsolutne minimalne temperature zraka u Federaciji BiH kreću se u rasponu od -32,0 °C u Glamoču i Visokom do -8,2 °C u Neumu. Ekstremne minimalne vrijednosti u pravilu se javljaju tokom najhladnijeg mjeseca januara, uz svega nekoliko izuzetaka poput Tomislavgrada sa -29,0 °C, Kulen Vakufa sa -26,8 °C i Rakitnog sa -22,2 °C, gdje su ove ekstremne minimalne vrijednosti temperature zraka registrovane tokom mjeseca decembra, kao i Makljena gdje je apsolutni temperaturni minimum, za referentni period 1961-1990, registrovan u mjesecu februaru i iznosi -22,4 °C. Reljef i temperaturne inverzije imaju veliki uticaj na apsolutne minimalne temperature i iste su niže u kotlinama, dolinama i ravnicama nego na slobodnim obroncima. Na Bjelašnici, iako je na znatno većoj nadmorskoj visini od svih ostalih stanica, apsolutni temperaturni minimum je -29,2 °C, za skoro 3 °C niži od apsolutnih minimuma registrovanih na području Federacije BiH. Kada se govori o apsolutnim minimalnim temperaturama zraka, također je bitno istaći da su negativne vrijednosti i tokom prvog proljetnog mjeseca marta, bez izuzetka, javljaju na svim mjernim stanicama u Federaciji BiH, pa je tako i u Neumu, u ovom mjesecu, izmjereno -5,4 °C.
Apsolutna maksimalna temperatura zraka na teritoriji Federacije BiH, za referentni niz 1961–1990 godina, iznosi 41,2 °C i registrovana je u Mostaru. Za isti period, na Bjelašnici je apsolutni maksimum 23,2 °C. Amplituda apsolutnih temperaturnih maksimuma iznosi 18,0 °C (bez Bjelašnice to je svega 8,4 °C) i u oba slučaja znatno je manja od amplitude apsolutnih temperaturnih minimuma koja iznosi 23,8 °C. Ove maksimalne vrijednosti javljaju se pretežno tokom najtoplijeg mjeseca jula, daleko rjeđe u avgustu, mada se ova mogućnost ne može u potpunosti isključiti, što potvrđuju primjeri registrovanih apsolutnih maksimuma upravo u tom mjesecu na stanicama Čapljina, Domanovići, Posušje, Drvar, Seonica, Cazin, Fojnica, Glamoč i Nišići. Prema karti prostornog rasporeda, može se konstatovati da su najveći apsolutni temperaturni maksimumi na jugu zemlje, u dolini Neretve i dijelovima Hercegovine, gdje je, osim pomenutog Mostara, u Čapljini, Stocu i širokom Brijegu registrovano 41,0 °C. Sa porastom nadmorske visine, apsolutne maksimalne temperature zraka osjetno opadaju, stoga su i najniže vrijednosti, izuzmemo li stanicu Bjelašnica, registrovane upravo na lokalitetima iznad 1000 metara poput Nišića (1010 m) i Makljena (1123 m) sa identičnim vrijednostima apsolutnog maksimuma od 32,8 °C, te Kupresa (1190 m) sa registrovanih 32,6 °C.
Temperature zraka na visini od 5 cm iznad tla, niže od 0,0 °C, javljaju se pretežno u hladnijem dijelu godine, periodu od početka oktobra do kraja aprila. Pri tome, sa izuzetkom doline Neretve, temperature < od 0,0 °C pri tlu nerijetka su pojava i tokom maja mjeseca na svim mjernim stanicama u Federaciji BiH. Također i u septembru su ove negativne temperature registrovane posvuda, osim u Mostaru.
Apsolutne minimalne temperature zraka pri tlu registruju se u januaru, najhladnijem mjesecu u godini. Jedini izuzetak je Livno gdje je minimum od -29,0 °C registrovan u decembru 1962. godine. Najniža vrijednost za referentni niz izmjerena je u Bugojnu, januara 1985. godine i iznosi -33,0 °C. Apsolutne minimalne temperature pri tlu za južni dio Federacije BiH, izmjerene u Mostaru i Čapljini su -11,0 °C.
U najtoplijem dijelu godine, tokom ljeta, pojave negativnih temperatura pri tlu su vrlo rijetke, mada ne i nemoguće, uglavnom na većim nadmorskim visinama i u mjestima sa oštrijom klimom, npr. Bugojnu, Livnu, na Ivan Sedlu. U Bugojnu i Livnu, minimalne temperature pri tlu < od 0,0 °C registrovane su tokom cijele godine. U avgustu 1986. godine u Livnu je registrovano -3,0 °C na visini od 5 cm, a u Bugojnu je avgusta 1965. godine registrovano -1,5 °C. Juli, najtopliji mjesec u godini, također nije bio izuzetak, u Bugojnu je 1971.godine izmjereno -0,3 °C, a u Livnu je 1984. godine izmjereno -0,2 °C.
Najveći prosječan broj mraznih dana, sa minimalnom temperaturom zraka < 0,0 °C, tokom godine je na Bjelašnici i iznosi 195. Prosječno najmanji broj dana sa registrovanom pojavom mraza je u Neumu, gdje je 12 dana godišnje sa minimalnom temperaturom zraka < od 0,0 °C, u Mostaru ovakvih dana tokom godine u prosjeku je 22, u Ljubuškom 35, Čapljini 43, Stocu 56. Na Kupresu se 148 dana godišnje minimalna temperatura zraka spusti ispod 0,0 °C, na Makljenu 138, u Glamoču 132, u Livnu 114 dana. Ovakvi dani su učestaliji u hladnom dijelu godine, u novembru ih je u prosjeku 10 i više na najvećem broju stanica u Federaciji BiH, naročito u unutrašnjosti, na svega tri stanice u Cazinu, Ključu i Orašju ovakvih je dana 9. Na jugu Federacije i u pojedinim mjestima Hercegovine broj dana sa pojavom mraza u novembru je još uvijek relativno mali, najviše ih je u širokom Brijegu 9, u Posušju 8, Jablanici i Stocu 7, u Mostaru svega 1. U decembru samo u nekim mjestima na jugu zemlje broj ovakvih dana je ispod 10, u Ljubuškom 9, u Mostaru 5, Neumu 2. Od januara samo u Mostaru i Neumu je manje od 10 dana sa mrazom u mjesecu, u Mostaru 9, u Neumu 4. Tokom decembra i januara, na Bjelašnici se svakodnevno registruje pojava mraza, dok je na Kupresu, Makljenu i Nišićima u januaru prosječno 28 ovakvih dana. Od februara pa nadalje, broj dana sa minimalnom temperaturom zraka < 0,0 °C opada i u aprilu, na gotovo svim mjernim stanicama u Federaciji BiH mraznih dana je manje od 10. Izuzetak od ovoga su Kupres sa 13 mraznih dana, Ponikve sa 12, Makljen sa 11 i Nišići sa 10 dana tokom navedenog mjeseca. Na jugu, u Čapljini, Ljubuškom, Mostaru i Neumu, statistički gledano, pojave mraza od početka aprila praktično gotovo da i nema.
Prosječan broj dana sa maksimalnom temperaturom zraka > 25,0 °C (ljetni dani), u svom godišnjem hodu maksimum dostiže tokom najtoplijeg dijela godine, u julu i avgustu. Jedina stanica na kojoj ova pojava nikada nije registrovana je Bjelašnica. U martu mjesecu, ovi dani se javljaju vrlo rijetko (prosječno 1 dan) i ravnomjerno su raspoređeni širom Federacije. U nešto većem broju mogući su tokom aprila, pri čemu je prosječan broj dana na stanicama u kontinentalnom dijelu poput Krupe, Maglaja, Zavidovića, Orašja na Savi identičan prosjecima u Mostaru i Stocu, po 3 dana. Tek u maju je evidentna nešto osjetnija razlika u broju ovakvih dana na jugu zemlje i u dolini Neretve (Stolac 15, Mostar i Čapljina po 14), u odnosu na unutrašnjost (Ljubuški, Konjic, Jablanica po 11) i stanice dalje prema sjeveru (Sanski Most, Gradačac po 9, Sarajevo 6, Bugojno 5 dana itd.).
Poređenjem proljetnih i jesenskih mjeseci, primjetno je da je ljetnih dana više u jesen i to u znatnom broju, širom Federacije BiH, odnosno da je ovaj raspored vrlo sličan godišnjem rasporedu srednjih mjesečnih temperaturnih vrijednosti. U septembru je npr. jedino u Pazariću broj ovih dana identičan u odnosu na maj, po 1 dan u prosjeku. Na svim ostalim stanicama broj dana sa maksimalnom temperaturom > 25,0 °C veći je u septembru. Ponegdje su te razlike manje, u Fojnici, na Ivan Sedlu, Makljenu, Kupresu svega po 1 dan, na nekim stanicama su veće, u Domanovićima, širokom Brijegu, Čapljini, po 9 dana, a na nekima su razlike još izraženije pa tako u Ljubuškom ovakvih dana u septembru je za 11 više nego u maju, a u Neumu 14. U Neumu je i u odnosu na ljetni mjesec juni broj ljetnih dana u septembru veći za 2, u Grahovu je veći za 1, a u Ljubuškom, Tomislavgradu, Livnu, Rakitnom, na Nišićima, Kupresu, Makljenu je identičan.
U oktobru je prosječno 6 ljetnih dana na jugu zemlje, 2 do 3 u kontinentalnom dijelu. Sa novembrom gotovo da je isključena mogućnost registrovanja ove pojave.