อุณหภูมิของอุโมงค์จะแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ไปหลายสิบองศาไปจนถึงเกือบ 50 องศา
ในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นจัด เช่น อุโมงค์เฟิงหั่วซานของทางรถไฟชิงไห่-ทิเบต ปริมาณออกซิเจนภายในมีเพียง 40% ของปริมาณออกซิเจนในที่ราบ อุณหภูมิเฉลี่ยตลอดทั้งปีอยู่ที่ประมาณลบ 15 องศาเซลเซียส และแรงลมที่ ทางเข้าและทางออกอุโมงค์สามารถเข้าถึงระดับ 9
ในทางตรงกันข้าม ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อุโมงค์ Nige ของทางด่วน Jian (Ge) Yuan ตั้งอยู่ในพื้นที่รวมบ่อน้ำพุร้อนธรรมชาติที่มีอุณหภูมิสูง เช่น น้ำพุร้อน Nige อุณหภูมิของหินในถ้ำสูงถึง 88.8 องศา เฉลี่ย 70 องศา และอุณหภูมิในถ้ำสูงถึง 56.4 องศา เฉลี่ย 42 องศา
กรณีที่รุนแรงอีกกรณีหนึ่งคืออยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก เช่น อุโมงค์ปาตง ในฤดูหนาวที่หนาวจัด ผู้คนที่อยู่นอกอุโมงค์จะต้องสวมเสื้อโค้ทหนาหรือเสื้อแจ็คเก็ตดาวน์ ในขณะที่อุณหภูมิในอุโมงค์สูงถึง 43 องศา และพนักงานก่อสร้างต้องทำงานโดยไม่สวมเสื้อ
