Зимой почти на всей акватории температура воды на поверхности отрицательная или близка к нулю, лишь у Керченского пролива повышается до 1—3°. Летом по всему морю температура на поверхности однородная — 24—25°. Максимальные значения в июле — августе в открытом море до 28°, а у берегов могут превышать 30°.