厌氧消化的适宜温度有时因其他工艺条件的不同而有某种程度的差异，如反应器内较高的污泥浓度，即较高的微生物酶浓度，则使温度的影响不易显露出来，在一定温度范围内，温度提高，有机物去除率提高，产气量提高。一般认为，高温消化比中温消化沼气产量约高1倍。温度的高低不仅影响沼气的产量，而且影响沼气中甲烷的含量和厌氧消化污泥的性质，对不同性质的污染物影响程度不同。
温度对反应速度的影响同样是明显的。一般地说，在其他工艺条件相同的情况下，温度每上升10.c，反应速度就大约增加2倍-4倍。因此，高温消化比中温消化所需时间短。
温度的急剧变化和上下波动不利于厌氧消化过程。段时间内段度升降5.c，沼气产量明显下降，波动的幅度过大时，设置停止产气。温度的波动，不仅影响沼气产量，还影响沼气中甲烷的含量，尤其高温消化对温度变化更为敏感。因此在设计消化器时常采取一定的控温措施，尽可能使消化器在恒温下运行，温度变化幅度不超过2.c/h-3.c/h。然而，温度的暂时性突然降低不会使厌氧消化系统遭受根本性的破坏。温度一旦恢复到原来的水平，处理效率和产气量也随之恢复，只是温度降低持续的时间较长时，恢复所需时间也相应延长。