Nhiệt độ không khí là mức độ nóng hoặc lạnh của không khí và cũng là thước đo lường động năng trung bình của các phân tử có trong không khí. Nhiệt độ không khí được biểu thị bằng đơn vị hoặc độ được chỉ định trên thang đo chuẩn. Cụ thể hơn, nhiệt độ không khí mô tả động năng, hay năng lượng chuyển động của các khí tạo nên không khí. Khi các phân tử khí di chuyển nhanh hơn, nhiệt độ không khí sẽ tăng lên.

Nhiệt độ không khí có tầm quan trọng lớn đối với đời sống, môi trường và thời tiết. Nó ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và sinh sản của thực vật và động vật, với nhiệt độ ấm hơn sẽ giúp thúc đẩy tăng trưởng sinh học. Nhiệt độ không khí cũng ảnh hưởng đến gần như tất cả các thông số thời tiết khác.