Середня температура липня на півночі моря – +25 – +27 °C . Максимальні температури не настільки високі завдяки пом’якшувальній дії водного резервуара і зазвичай не перевищують 37 °C.
Температура води в поверхневих шарах у літню пору може сягати +30 °C, а середня температура води коливається від +8 °C у зимовий період, до +22 °C влітку.
Середня температура січня в північній частині Чорного моря становить приблизн о-1… -3 °C (у районі Одеси), але в окремі роки може опускатися і д о-10 °C і нижче. На територіях, прилеглих до Південного берега Криму і узбережжя Кавказу, зима набагато м’якша: температура рідко опускається нижче +5 °C.
Завдяки близькості моря і гір зима на берегах Чорного моря поблизу Кавказьких гір завжди тепла. Акваторія моря за літо значно нагрівається, а взимку, навпаки, віддає тепло навколишньому повітрю. Високі хребти Кавказьких гір, немов огорожа, захищають узбережжя від проникнення північних (холодних) вітрів.