常规的锂离子电池工作温度在-20℃~60℃之间，不过一般低于0℃后锂离子电池性能就会下降，放电能力就会相应降低，所以锂离子电池性能完全的工作温度常见是0~40℃。一些特殊环境要求的锂离子电池温度各有不同，有些甚至可以在上百摄氏度的环境中正常进行。
当电池处于过低温度环境时电解液粘度变大，Li离子的移动受阻，负极表面Li离子的嵌入脱出打破平衡状态，会有一部分Li离子沉积在负极表面造成析锂现象，从而造成了电池容量的损失；而当电池处于过高温环境下时电解液及活性物质的活性较大，电池内部会有副反应的发生以及电解液的分解，一方面造成了容量的损失，另一方面也会因为副反应的发生出现气体造成电池的鼓胀。
锂离子电池处于低温环境下电解液粘度变大，锂离子的迁移速度变慢，在低温下以较大的电流放电，放出的容量会相对减少；高温环境下与上面情况相同，因副反应的发生损失容量，并可能出现气体造成鼓胀。同样一般锂离子电池的参考测试温度是23±5℃度，高于或低于这个温度测试的结果都会有点偏差。
