雅鲁藏布江流域虽比松花江流域纬度低，然而海拔较松花江流域高，气温低，且冰雪融水补给较多，年平均水温反比松花江低1摄氏度左右。

雅鲁藏布江由西向东大体与纬线平行，沿程水温虽有增加，但差异不大。例如从上游向下，依次为奴各沙站为8.5°C，羊村站9.6°C，奴下站9.8°C。

最高水温月出现在8月，平均水温15～17°C，实测年最高平均水温多为20°C，在全国各大河中是最低的。最低水温月出现在1月，水温0.8～2.4°C。

在5～9月汛期内，中下游由于有大量比干流水温低的融水汇入，使羊村至奴下河段的水温呈沿河下降的趋势，例如，6月羊村水温为16°C，而奴下仅13°C。

雅鲁藏布江除个别河段在冬季出现封冻外，干流大部分河段只有岸冰，流冰花等。

上游奴各沙站结冰期为11月中旬至型年8月中旬；中游羊村站为12月中旬至翌年9月初；下游段奴下站从12月下句至翌年1月下旬。中下游岸冰不连续出现，只有几天或十几天。