La temperatura può influenzare la percentuale e il tasso di germinazione attraverso almeno tre processi fisiologici separati.

1. I semi si deteriorano continuamente e, se nel frattempo non vengono fatti germinare, alla fine muoiono. Il tasso di deterioramento dipende principalmente dal contenuto di umidità e dalla temperatura. Il Q10 per il tasso di perdita di vitalità nei semi ortodossi aumenta costantemente da circa 2 a -10 gradi C a circa 10 a 70 gradi C.

2. La maggior parte dei semi sono inizialmente dormienti. I semi relativamente secchi perdono continuamente la dormienza ad un tasso che è dipendente dalla temperatura. A differenza delle reazioni enzimatiche, il Q10 rimane costante in un ampio intervallo di temperatura almeno fino a 55 gradi C, e tipicamente ha un valore nella regione di 2,5-3,8. I semi idratati rispondono in modo abbastanza diverso: le alte temperature generalmente rafforzano la dormienza o possono anche indurla. Le basse temperature possono anche indurre la dormienza in alcune circostanze, ma in molte specie sono stimolanti (risposta di stratificazione), specialmente nell'intervallo da -1 grado C a 15 gradi C. I semi piccoli, dormienti e idratati sono di solito anche stimolati a germinare dalle temperature alternate che tipicamente interagiscono fortemente e positivamente con la luce (e spesso anche con altri fattori tra cui gli ioni nitrati). Gli attributi più importanti delle temperature alternate sono l'ampiezza, la temperatura media, i periodi relativi passati sopra e sotto la temperatura mediana del ciclo (termoperiodo) e il numero di cicli.

3. Una volta che i semi hanno perso la dormienza, il loro tasso di germinazione (reciproco del tempo impiegato per germinare) mostra una relazione lineare positiva tra la temperatura di base (a e sotto la quale il tasso è zero) e la temperatura ottimale (alla quale il tasso è massimo), e una relazione lineare negativa tra la temperatura ottimale e la temperatura massima (a e sopra la quale il tasso è di nuovo zero). La temperatura ottimale per il tasso di germinazione è tipicamente più alta di quella richiesta per ottenere la massima percentuale di germinazione in popolazioni di semi parzialmente dormienti o parzialmente deteriorati. Nessuno dei meccanismi subcellulari che sono alla base di queste relazioni di temperatura è compreso. Tuttavia, le risposte della temperatura possono essere tutte quantificate e sono fondamentali per progettare depositi di semi (specialmente a lungo termine per la conservazione genetica), prescrivere condizioni di test di germinazione e comprendere l'ecologia dei semi (specialmente quella necessaria per il controllo delle infestanti).