黄瓜如遇 2℃低温，60分钟后光合作用即停止；120分钟后原生质流动停止；160分钟后叶绿体结构受害。可见，低温危害同持续长短有关。
低温的间接影响突出地表现在扩大水分供求矛盾。它使植物吸水能力降低，对蒸发却没有同等抑制作用，从而引起强烈生理性干旱，造成灾害。低温使细胞的膜系统透性降低，抑制根对营养元素的吸收，破坏正常代谢的协调关系。
最耐低温的当推休眠状态的种子，其他器官互有差异。对寒冷最敏感的是大多数植物的花。春天苹果花遇到－3℃低温时雌蕊便受害，成长叶则在－5℃时受害。欧洲槭树（Acer psendopla-tanus）幼苗的根系在冬天遇到低于－8℃的土壤温度便受害，但地上的顶芽受害的气温为－26℃，侧芽为－31℃，根颈位于地表附近，受害温度为－16℃。因此土温、气温虽然相互有关，作用的后果需视具体情况而定。
越冬植物的抗寒能力有个逐渐提高的过程。温带秋季气温降低，细胞液中增加糖、盐、有机酸、蛋白质等浓度，因而冰点下降，束缚水增加，可以过冷而不凝结，有助于抗御辐射霜的危害。更进一步的耐寒能力表现为即使组织内发生冰冻，原生质仍不受害，此时细胞质壁分离，细胞质表面有脂类化合物，自由水减少，束缚水比重增大，幼枝表面保护组织增厚，芽外常包有芽鳞或有茸毛、粘液等，整个植物处于休眠状态，能忍受－10—－40℃酷寒（因种而异）。这样的抗寒性是随着气温逐步降低而逐渐形成的，被称为抗寒锻炼。但是当温度升高（约10℃以上）一个时期，植物经过长期锻炼获得的抗寒能力会很快丧失，并且不能立即恢复，遇到严寒急至即遭冻害。小麦拔节后一周受害低温为－9—－10℃，第二周为－3—－5℃。在春季气温波动很大，晚霜频繁而持续甚晚地区，易受危害。
有些植物通过改变生长形态躲避寒害，例如高山上匍伏地面的乔灌木和分枝密集的垫状（枕状）植物。热带高山一些大型植物具莲座叶，如东非肯尼亚半边莲（Lobelia keniensis），白昼叶丛开放，晚间则闭合包围生长锥。寒地一些小草具有颜色深暗的枝叶和花被，体表被毛浓密，植株低矮贴地等特征，这也可以提高地上部分体温，在气温较低时仍然足敷生活需要。
湿冷生植物适于在寒冷潮湿环境，叶片保护组织发达却内有很大细胞间隙，呈现旱生形态与湿生结构结合的特点：其中一些种类（如杜香Ledum palustre）具小型革质越冬常绿叶，可用以储存营养物质，早春即可活动，称为石南型。但也有落叶类型。
（二）高温胁迫和植物适应特征
高温危害首先是破坏代谢的协调，使呼吸作用剧烈并持续较久，造成植物的“饥饿”。蛋白质构成的原生质和酶在50℃以上高温时丧失活性乃至凝固破坏。树苗的根颈靠近地表，地温＞40℃时常导致灼伤，甚至波及形成层或全株死亡。
植物避热方式主要在于减少强烈辐射造成的增温，如叶面或表皮毛反射光线，叶片侧向阳光等，或通过蒸腾消耗热能降温。干热生境的一些植物如甜瓜（Cucumis melo）和西瓜（Citrullus Vulgaris）通过大量蒸腾水分可使体温比气温低15℃左右。但若摘去叶片或用凡士林堵塞气孔，其体温便立刻超过气温。另一类型，如荒漠植物因枝茎圆形而受光不多，体温与气温大致相近，如白花菜科山柑属的Capparis decidua。
耐热类型植物体温常高于气温。荒漠中生长的霸王（Zygophyllum），白刺（Nitraria Schoberi）海枣（Phoenix dactylifera）等叶温可超过气温13℃之多。
耐热的确切原因还没有定论。一些人认为细胞原生质粘度大、束缚水比例高的植物抗御高温的能力强，例如肉质植物就因此而可忍受50—60℃。至于生在75℃温泉中的蓝藻和90℃热水中的细菌可能有特殊蛋白质。
各种植物抗寒与抗热能力相差悬殊，大都与其长期生存的环境条件有关。表2-13所选择的代表类型可以反映这一特点。表中数字为暴露于冷地2小时或热地0.5小时后的半致死率（TL50）。