我国大部分山区，进入12月以后至次年2月一般平均气温低于10℃，茶芽停止萌发，处于越冬休眠状态，甚至有时出现严重的低温霜冻，对茶苗、幼树或抗寒性差的品种还会受到冻害。茶树能忍耐的绝对最低温度，因品种、树龄、器官、栽培管理水平、生长季节而异如当气温降到-2℃时，茶花大部分脱落而死亡；气温下降到1-2℃时萌发的茶芽也会枯焦，而茶树的枝梢忍耐低温的能力较强，乔木型大叶种能忍耐-5℃左右；灌木型中、小叶种能忍受低温的能力更强一些，一般在-10℃左右，若处于大雪覆盖，则可忍受零下15℃左右的低温侵袭。又如，不同品种茶树的抗寒能力固然不同，但同一品种在不同生态条件下表现也不一样，如政和大白茶在福建能忍耐-7℃低温，而生长在皖南茶区却能忍受-8至℃-10℃的低温。一般说来，低于茶树所“忍耐”的低温度限度时，就会产生冻害。茶树发生冻害的程度，除与温度高低直接有关外，与低温持续时间、风速、冻结时间也有密切关系。据浙江气象局在浙江嵊县的调查，茶树越冬期间，当气温降至-6℃左右，连续冻结6天，西北风风速每6-8米时，当地的茶树品种嫩梢就会受到不同程度的冻害；当最低温度降至-8℃连续冰冻12天以上更会引起严重冻害，使茶嫩梢冻死老叶变黄。一般来说，在一定的低温条件下，低温和土壤冻结时间愈长，加上干燥的西北风或早春气候转暧后突然降温等，都会使冻害程度加重。

温度过低固然会使茶树遭受冻害而损伤，温度过高也会引起茶树的热害，但遇到的机会不多。如当日平均气温到35℃以上时，生长便会受到抑制，日极端最高气温到39℃，在降雨量又较少的情况下，有的茶树丛面成叶出现灼伤焦变和嫩梢萎蔫，这种现象为茶树热害。通常是新梢和嫩叶比老化的枝条更容易受到这种逆境的危害。