气温的分布通常用等温线图表示。所谓等温线就是地面上气温相等的各地点的连线。等温线的不同排列，反映出不同的气温分布特点。如等温线稀疏，则表示各地气温相差不大。等温线密集，表示各地气温悬殊。等温线平直，表示影响气温分布的因素较少。等温线的弯曲，表示影响气温分布的因素较多。等温线沿东西向平行排列，表示温度随纬度而不同，即以纬度为主要因素。等温线与海岸平行，表示气温因距海远近而不同，即以距海远近为主要因素等等。
影响气温分布的主要因素有三，即纬度、海陆和高度。但是，在绘制等温线图时，常把温度值订正到同一高度即海平面上，以便消除高度的因素，从而把纬度、海陆及其它因素更明显地表现出来。在一年内的不同季节，气温分布是不同的。通常以1月代表北半球的冬季和南半球的夏季，7月代表北半球的夏季和南半球的冬季。对冬季和夏季地球表面平均温度分布的特征，可作如下分析。
首先，在全球平均气温分布图上，明显地看出，赤道地区气温高，向两极逐渐降低，这是一个基本特征。在北半球，等温线7月比1月稀疏。这说明1月北半球南北温度差大于7月。这是因为1月太阳直射点位于南半球，北半球高纬度地区不仅正午太阳高度较低，而且白昼较短，而北半球低纬地区，不仅正午太阳高度较高，而且白昼较长，因此1月北半球南北温差较大。7月太阳直射点位于北半球，高纬地区有较低的正午太阳高度和较长的白昼，低纬地区有较高的正午太阳高度和较短的白昼，以致7 月北半球南北温差较小。
其次，冬季北半球的等温线在大陆上大致凸向赤道，在海洋上大致凸向极地，而夏季相反。这是因为在同一纬度上，冬季大陆温度比海洋温度低，夏季大陆温度比海洋温度高的缘故。南半球因陆地面积较小，海洋面积较大，因此等温线较平直，遇有陆地的地方，等温线也发生与北半球相类似的弯曲情况。海陆对气温的影响，通过大规模洋流和气团的热量传输才显得更为清楚。例如最突出的暖洋流和暖气团是墨西哥湾暖洋流和其上面的暖气团，这使位于北纬60度以北的挪威、瑞典1月平均气温达0—15℃，比同纬度的亚洲及北美洲东岸气温高10—15℃。盛行西风的北纬40度处，在欧亚大陆靠近大西洋海岸，由于海洋影响，1月平均气温在15℃以上。在亚洲东岸受陆上冷气团的影响，1月平均气温在-5℃以下。大陆东西岸1月份同纬度平均气温竟相差20℃以上。在北纬40度处的北美洲西岸1月平均气温靠近10℃，在东面大西洋海岸仅为0℃，相差亦达10℃。至于冷洋流对气温分布的影响，在南美洲和非洲西岸也是明显的。
此外，高大山脉能阻止冷空气的流动，也能影响气温的分布。例如，中国的青藏高原、北美的落基山、欧洲的阿尔卑斯山均能阻止冷空气不向南面向东流动。再次，最高温度带并不位于赤道上，而是冬季在5—10°N处，夏季移到20°N左右。这一带平均温度1月和7月均高于24℃，故称为热赤道。热赤道的位置从冬季到夏季有向北移的现象，因为这个时期太阳直射点的位置北移，同时北半球有广大的陆地，使气温强烈受热的缘故。最后，南半球不论冬夏，最低温度都出现在南极。北半球仅夏季最低温度出现在极地附近，而冬季最冷地区出现在东部西伯利亚和格陵兰地区。
极端温度的度数和出现地区，往往在平均温度图上不能反映出来。根据现有记录，世界上绝对最低气温出现在东西伯利亚的维尔霍扬斯克和奥伊米亚康，分别为-69.8℃和-73℃，1962年在南极记录到新的世界最低气温为-90℃。世界绝对最高气温出现在索马里境内，为63℃。在中国境内，绝对最高气温出现在新疆维吾尔自治区的吐鲁番，达到48.9℃。绝对最低气温在黑龙江省的漠河，1968年2月13日测得-52.3℃。
气温的非周期性变化
气温的变化还时刻受着大气运动的影响，所以有些时候，气温的实际变化情形，并不像上述周期性变化那样简单。例如3月以后，中国江南正是春暖花开的时节，却常常因为冷空气的活动而有突然转冷的现象。秋季，正是秋高气爽的时候，往往也会因为暖空气的来临而突然回暖。2100433B
