通常情況下，電池在室溫下的功能最佳，溫度為27°C-（80°F）。在高溫下操作電池可提高性能，但長時間暴露會縮短使用壽命。

正如寒冷國家的所有司機都知道的那樣，溫度保持常溫的電池性能更好。低溫會增加內阻并降低容量。一種電池，可在27小時提供100％的容量，通常在-18°C（0°F）到26°C（80°F）時僅提供50％。瞬間容量減少因電池化學性質而異。干固體聚合物電池需要60-100°C（140-212°F）的溫度來促進離子流動并變得導電。這種類型的電池已經在炎熱氣候中為固定功率應用找到了一個利基市場，其中熱量用作催化劑而不是缺點。內置加熱元件可始終保持電池正常運行。高電池成本和安全問題限制了該系統的應用。更常見的鋰聚合物使用凝膠電解質來增強導電性。

如果在20°C（68°F）或略低于20°C的溫度下使用，所有電池均可實現最佳使用壽命。例如，如果電池工作在30°C（86°F）而不是更溫和的較低室溫，則循環壽命降低20％。在40°C（104°F）時，損耗躍升至高達40％，如果在45°C（113°F）下充電和放電，則循環壽命僅為20°時的預期壽命的一半。

所有電池的性能在低溫下急劇下降，然而，當施加負載電流時，由于電壓降引起的效率損失，升高的內阻將引起一些升溫效應。在-20°C（-4°F）時，大多數電池的性能水平約為50％。雖然鎳鎘電池可以降至-40°C（-40°F），但允許的放電僅為0.2C（5小時率）。特種鋰離子電池可以在-40°C的溫度下工作，但放電率只有降低；在這個溫度下充電是不可能的。對于鉛酸，存在電解質凍結的危險，這可能使外殼破裂。當比重更像水而不是完全充電時，鉛酸會以較低的電荷更快地凍結。

具有相同容量的匹配電池在低溫和重負載下放電時起重要作用。由于電池組中的電池永遠不能完美匹配，如果允許放電繼續超過安全截止點，則在多電池組中的較弱電池上可能出現負電壓電位。被稱為電池逆轉，弱電池受到壓力，直至發生永久性電短路。電池計數越大，負載下電池逆轉的可能性越大。低溫和重負載下的過放電是無線電動工具電池故障的主要原因。