La temperatura media anual de la cuenca de Santiago de Cuba es mayor de 26o C. La temperatura en enero (mes más frío del invierno) es alta, mayor de 24o C, y la temperatura media del aire en julio (uno de los meses más cálidos del verano) sobrepasa los 28o C.
La media de las temperaturas máximas absolutas del aire anual, es mayor de 36o C. Se considera a la llanura de santiago de Cuba como una de las más calientes del país.
En la zona montañosa de la Sierra Maestra, la temperatura media anual experimenta una fuerte variación altitudinaria, la isoterma menor de 16o C se encuentra en la zona del pico Turquino, y los rangos de valores aumentan muy bruscamente de norte a sur (hacia la costa) donde llegan a más de 26o C. En las montañas bajas de esta cordillera, los valores de la temperatura media anual aumentan, desde la zona del Turquino hacia el oeste y el este, sin sobrepasar el rango de 22-24o C; hacia las llanuras altas de la cuenca del Cauto, aumentan paulatinamente hasta 22-24o C y más. En enero, la cordillera del Turquino es el lugar de Cuba donde se registran las menores temperaturas medias anuales (menos de 16o C).