Распределение температуры воздуха по области имеет свои характерные особенности. Вследствие различного положения по отношению Азовского и Черного морей, близости восточной части к полупустынной Арало-Каспийской низменности, наиболее высокие температуры в теплое время года и наиболее низкие - в холодное наблюдаются в северо-восточных и восточных районах.
Теплое время года является временем относительной устойчивости и слабого перемещения воздушных масс. В это время года преобладающими массами являются континентальный полярный и тропический воздух. В результате этого различия в температурном режиме между отдельными районами сглаживаются. В период с мая по сентябрь различия средних месячных температур между отдельными районами не превышают двух градусов. Точно так же одинакова и продолжительность теплого периода с температурами 10° и выше, в северных районах с 22 апреля по 12 сентября и в южных с 10 апреля по 10 октября. Наиболее устойчивые высокие температуры наблюдаются в конце лета и начале осени, со второй половины июля по первую половину сентября, когда область находится, главным образом, под влиянием континентального тропического воздуха. Тепловой режим лета в пределах области является благоприятным для введения в севооборот теплолюбивых культур, требующих устойчивой жаркой, ясной погоды в период созревания.
Одним из наиболее вредных явлений в теплое время года для сельского хозяйства являются, хотя и кратковременные, но значительные понижения температуры - заморозки. Эти понижения температуры возникают в результате прихода из северных широт СССР холодного арктического воздуха. В среднем многолетнем выводе окончание весенних заморозков отмечается в конце апреля, а начало осенних - в третьей декаде октября. Переходя к рассмотрению холодного времени года, необходимо отметить, что в период с ноября по март в пределах области наблюдаются более существенные различия в температурном режиме.
В северных районах области к северу от Новошахтинска-Шахты на Константиновскую, Зимовники, Ремонтное в это время года наблюдается более устойчивый, холодный период с отрицательными температурами. В период с конца декабря до начала второй половины марта преобладают дни с средней суточной температурой ниже - 5°. Холодный период с отрицательными температурами имеет продолжительность от 115 до 125 дней. Во всех северных районах в октябре при средней положительной температуре отмечаются, хотя и кратковременные, но значительные понижения температуры. В связи с более ранним наступлением дней с средней суточной отрицательной температурой, тябрь является периодом окончания осенней вегетации и развития озимых.
В южной равнинной части Ростовской обл. устойчивого периода с температурами ниже -5° не бывает. Активность атмосферной циркуляции при близости Средиземного моря в этой части области выражена гораздо сильнее. После кратковременных понижений температуры, под влиянием теплого воздуха с Черного моря, наблюдаются длительные устойчивые оттепели с средними суточными положительными температурами воздуха в январе и феврале выше 3-4° тепла. В периоды длительных оттепелей не только сходит полностью снеговой покров, но также и почва полностью размерзает. В холодный период из общего количества выпадающих осадков больше половины наблюдались в виде дождя или в виде смешанных осадков дождя и снега. Вся влага от тающего снега и дождей при размерзшем верхнем слое почвы идет на увлажнение. В результате к началу весны запас влаги в почве бывает довольно значительным не только для прорастания яровых, но и нормального кущения озимых и их буйного развития весной. Суровые зимы в южной части области бывают исключением и обычно наблюдаются при слиянии двух холодных масс воздуха - с северо-запада из районов Арктики и Сибири. При этих условиях в пределах области возникает устойчивый антициклон, который долго задерживается. В ясные ночи чистота атмосферы обусловливает сильное охлаждение путем лучеиспускания и температура непрерывно понижается. Обычно в холодное время года с распространением сибирского максимума на Европейскую часть СССР и образованием областей пониженного давления над Черным морем отмечаются довольно сильные устойчивые холодные восточные и северо-восточные ветры.