Sıcaklık, toprakta meydana gelen biyolojik olaylar üzerine önemli etkisi olan, fiziksel ve kimyasal işlemleri yönlendiren önemli bir özelliktir. Toprak donduğunda kimyasal ve biyolojik faaliyetler hemen hemen durmasına karşılık, fiziksel ayrışma etkin bir şekilde devam etmektedir. 5 ËšC'nin altındaki sıcaklıklarda çoğu bitkinin kök gelişimi durmaktadır. Toprak ve hava sıcaklığı verilerinin elde bulunması, bitki-toprak ilişkilerini anlamak ve toprağın kullanımına ilişkin yorumların yapılabilmesi için zorunludur.

Toprak sıcaklığı bitkilerin en önemli gelişim faktörlerinden biridir. Toprakların sıcaklık rejimleri hakkında bilgi, bitki gelişimini etkileyen ekolojik şartların bir kısmını açıklar.Diğer taraftan bütün toprak horizonlarındaki sıcaklık o horizonları biyolojik, kimyasal ve özelliklerini etkilediğinden toprak oluşumunda da önemli bir faktördür .

Sıcaklık zamana ve toprak profilinin derinliklerine bağlı olarak değişir. Toprak yüzeyinde sıcaklık günün belli saatlerinde belirgin bir şekilde artıp azalırken, profilin derinliklerinde (genellikle 50 cm. derinlikte) günlük değişim ihmal edilecek kadar az olmaktadır. Mevsimsel sıcaklık değişimleri daha fazla derinliklere kadar etkili olmaktadır. Çoğu topraklarda ise sıcaklık 10 m. derinlikte hemen hemen sabit olup, yaklaşık olarak üstteki toprağın yıllık ortalama sıcaklığına eşittir.

Toprak işleme ve toprak yüzeyinde bitkisel artıkların bırakılması ile toprağın ısısal özellikleri değiştirildiğinden ve toprağa gelecek ışınlar etkilendiğinden toprak sıcaklığı da etkilenmiş olur. Bu iki durum kuru ziraatte suyun toprakta korunması bakımından çok önemlidir. Toprak sıcaklığının pratik tarım bakımından şu önemleri vardır;

-Topraktaki mikrobiyel aktiviteyi arttırır,

-Çimlenmeyi arttırıcı etkisi vardır,

-Bitki gelişimini kamçılar,

-Toprakta su hareketini etkiler (sıvı-buhar),

-Havalanmayı sağlar,

-Diğer kimyasal olayların, toprak oluşumunun hızını arttırır.

Toprak sıcaklığı normal civalı termometrelerle ölçülebileceği gibi, özel olarak yapılmış termometreler ve bakır konstanten termokapiler ile de ölçülebilir. Toprağa sıcaklık sağlayan termik enerjinin (toprak ısısının) kaynakları çeşitlidir. Bunlardan en önemlisi güneş ışınıdır. Çok az miktarda da mikrobiyel faaliyet sırasında açığa çıkıp toprağın üst katmanlarına taşınan ısı enerjisidir.

Güneşten dünyamıza ulaşabilen kısa dalgalar, toprak yüzeyine çarparak uzun dalgalı ışınlara çevrilirler. Güneşten gelen kısa dalgalı ışınların çok az bir kısmı dünya yüzeyinden kısa dalgalı olarak yansıtılır

Toprak tarafından alınan radyasyondan oluşan ısının (H) bir kısmı bitki ve topraktan evoporasyona (buharlaşmaya) sebep olurken (E), bir kısmı da toprağın aşağı katlarına iner (Qs) ve toprağın sıcaklığını yıkseltir. Diğer bir kısmı da havaya gider, havayı ısıtır (Qa).Yani;

H = E + ( Qs + Qa )

Toprak yüzeyine gelen ısı (H), yüzeyde evaporasyona (E) sebep olurken ortamın sıcaklığı artmaz(ısı ve sıcaklık arasındaki farka dikkat ).Bu gizli (latent) ısıdır. Buna karşılık yüzeyden alınan (Qs), toprakta sıcaklığın artmasına sebep olur. Bu sıcaklık dalgaları halinde aşağı toprak katlarına iner.

Isı ve sıcaklığın kaynağı güneş olduğu için, gündüz alınan ısı gece topraktan dışarı verilir. Bu nedenle, toprak sıcaklığının günlük gidişi sinizoidal bir şekil alır.