הטמפרטורה של מנהרה משתנה מאוד, נעה בין עשרות מעלות מתחת לאפס לכמעט 50 מעלות.
בסביבות קרות במיוחד, כמו מנהרת הפנגוואשן של מסילת הרכבת צ'ינגהאי-טיבט, תכולת החמצן בפנים היא רק 40% מזו שבמישורים, הטמפרטורה הממוצעת לאורך השנה היא בערך מינוס 15 מעלות צלזיוס, ועוצמת הרוח ב- הכניסה והיציאה של המנהרה יכולים להגיע לרמה 9.
להיפך, בסביבה של טמפרטורות גבוהות, מנהרת הניג' של הכביש המהיר Jian (Ge) Yuan ממוקמת באזור איסוף מעיינות חמים טבעיים בטמפרטורה גבוהה כמו המעיין החם של ניג'. טמפרטורת הסלע במערה יכולה להגיע עד 88.8 מעלות, בממוצע 70 מעלות, והטמפרטורה במערה יכולה להגיע עד 56.4 מעלות, בממוצע 42 מעלות.
מקרה קיצוני נוסף הוא בסביבה עם הפרש טמפרטורות עצום, כמו מנהרת באדונג. בחורף העמוק, כשקר, אנשים מחוץ למנהרה צריכים ללבוש מעילים עבים או אפילו מעילי פוך, בעוד שהטמפרטורה במנהרה היא עד 43 מעלות, ופועלי הבניין צריכים לעבוד ללא חולצה.
