活性汚泥の活性（有機物処理能力）は、温度の影響を強く受ける。活性汚泥中の細菌は、中温細菌であり、最適温度は25〜37℃付近である。最適温度から外れると、活性汚泥の活性は著しく低下する。
活性汚泥の有機物処理能力は、温度が10〜37℃付近では、1℃上昇することに1.02〜1.08倍程度増加する。仮に1.07倍の場合は、20℃から10℃に低下すると有機物処理能力は半分程度に低下する。また、20℃から30℃に上昇すると、有機物処理能力は、2倍程度に上昇する。
温度上昇による有機物処理能力増加に伴って、有機物が二酸化炭素としてガス化する量も増加する。その結果、汚泥転換率は低下する。
なお、硝化菌や、難分解性物質分解菌は、温度の影響を強く受けやすい。温度定数（上記、温度上昇1℃あたりの処理能力向上率）が1.1以上になる場合が多い。
排水処理設備毎の最適処理温度や温度定数は、実設備から活性汚泥を採取し、温度毎の酸素消費量を測定することで、確認可能である。
高温対策としては、「クーリングタワーの導入」「希釈水の投入」などがある。
低温の悪影響としては、先ず、硝化活性が低下し、次に有機物処理能力が不足する場合が多い。汚泥転換率も増加する傾向がある。