時間變化
湖水的溫度有日變化和年變化。①日變化。表層湖水最低溫度一般出現在5～8時，最高水溫出現在14～18時。表層水溫的日變化幅度較大，且因季節和地區不同而異。
中、下層湖水因水的熱導率小，日變幅隨深度逐漸減小。中、下層湖水變化比上層湖水的溫度變化滯後。表面水溫日變幅約為湖面氣溫日變幅的20～70%。②年變化。
溫帶雙循環湖一年內的水溫變化可分為四個階段：春季增溫期，自熱量平衡收入項大於支出項時開始。
在開敞的湖泊，水溫由一年中最低點開始穩步上升，在封凍的湖泊，則自水面冰雪消融完後，水溫即逐步上升；夏季增溫期，水溫持續上升，最高水溫出現在7月或8月，與氣溫極值比較，滯後半個月至1個月；秋季冷卻期，自湖水收入的熱量小於支出的熱量開始，水溫逐漸下降；冬季冷卻期，水溫持續下降，在結凍的湖泊，直至零度，水面結冰。
湖水熱動態在不結凍的湖泊，1、2月份出現最低溫度。湖泊水溫年變化比氣溫年變化幅度小。
空間分布
湖泊水溫的垂向和橫向分布均有變化。變化的原因，一是水氣交界面上的增溫與降溫;另一是湖泊內部熱量的再分配。一般，湖水在溫度接近4°C時密度最大，當密度隨深度增加時，湖水穩定；密度隨深度減小時，產生對流混合，發生上下循融冰之後，湖水增溫，表面水的密度增加，水團下沉，湖水上下循環。當湖面增溫至 4°C以上，上下循環終止。秋冬時期，湖水冷卻，也發生類似過程，當湖面冷卻至4°C以下時，這一過程即告停止。
水溫分層水溫的垂向分布。溫帶雙循環湖有下列情況：①夏季，表層水溫較高，底層較低，但不低於 4°C，稱為正溫成層；②秋季，表面冷卻引起湖水循環，湖水上下層溫差與密度差逐漸減小，當上層水溫接近 4°C時，形成同溫現象；③冬季，當溫度降至4°C以下，表層水溫較低，底層較高，但不高於4°C，稱為逆溫成層；④春季，湖泊解凍以後，湖面開始增溫，引起湖水循環，當上層水溫接近4°C，再度形成上下同溫現象。在淺水湖泊，一日之內可出現兩次同溫現象。溫帶中等深度湖泊或深水湖泊，夏秋季節，明顯，根據水溫垂向分布特徵，可分為三層：表層，增溫易，由於風力引起混合，水溫分布較勻，其厚度約 4～20米，決定於增溫程度、風力大小等因素；中層，也稱溫躍層或溫斜層，其特徵為溫度變化急劇，在炎熱的夏季，上下溫差甚至可大於20°C；底層是較冷的一層，水溫分布又趨於均勻，60米以上深水湖，底層水溫約在 5～10°C左右。淺水湖泊在晴朗無風的炎夏，可能產生短暫溫躍層。
水溫的橫向分布在不同湖泊並不相同，造成差異的原因有：
①水深，由於水的熱容量大，春季增溫時，岸濱帶水溫高於深水區水溫；秋季冷卻時，出現岸濱帶水溫低於深水區的相反現象。
②風，風力可促使湖水混合，調勻水溫，對於面積大，岸線平直的湖泊，尤為顯著。但風引起的湖泊增減水把較暖的表層湖水驅向迎風岸，較冷的低層湖水補償背風岸，形成兩岸水溫差。
③水質，鹹水湖水溫平面分布差異一般比淡水湖大。
④水源，冰川源湖泊的河口處水溫較低於湖中及下游處的水溫。
⑤人類活動，在冷卻水排放口附近的水溫高於湖泊其他部分的水溫。
影響
2007年，有新聞報導，太湖多處湖面爆發大規模藍藻，在情況特別嚴重的梅梁湖，湖水幾乎像綠色油漆一樣濃稠。
中國科學院南京地理與湖泊研究所的專家指出，導致太湖藍藻提前爆發的主要原因是持續多年的暖冬積溫，尤其今年4月份太湖流域平均水溫是近25年中最高的，達到了19.56℃，非常適合藻類生長。
有關部門在不影響防洪安全的前提下，利用太湖的水利工程增加入湖水量，提升太湖水位，以降低湖水升溫速度，以減緩藻類的生長繁殖。
2010年，地質學家也曾發表研究報告說，世界第二深湖泊非洲坦噶尼喀湖現階段處於1500年來湖水溫度最高期。
地質學家分析從湖底地殼沉積層取出的岩石後認為，多個世紀的氣候變化導致坦噶尼喀湖不斷升溫，湖面溫度如今達到26攝氏度，創自公元500年以來最高值。湖水溫度自上世紀末起加速升溫，溫室氣體濃度不斷升高可能是湖水升溫的動因。
坦噶尼喀湖湖水和魚類是周邊蒲隆地、坦尚尼亞、尚比亞和剛果民主共和國四國大約1000萬人口依賴的飲水和水產品主要來源。
2011年，菲律賓的塔阿爾火山顯現噴發跡象，火山口周圍的塔阿爾火山湖水溫驟然升高，致使700多噸魚類死亡。
塔阿爾火山位於呂宋島西南端八打雁省。塔阿爾火山湖為菲律賓知名景點。平日，這一獨特火山湖泊吸引大批遊客前往觀光，一些人或徒步、或騎馬前往火山湖，在那裡游泳或蕩舟。
