Jahresmitteltemperatur: Durchschnitt der zwölf Monatsmitteltemperaturen

Prinzipiell ist die Angabe von Mittelwerten ohne ein Streuungsmaß nur bedingt aussagekräftig. Wünschenswert sind Angaben sowohl zu Tag-Nacht-Amplituden als auch zur Varianz über die Jahre des Erhebungszeitraums. 30 Jahre Messungen durch eine Wetterstation gelten als ausreichend, um einen stabilen Wert für die Jahresmitteltemperatur zu erzielen.

In der Forstwirtschaft und Biologie wird zur Charakterisierung eines Waldgebietes oft auch die Jahresmitteltemperatur in der Vegetationsperiode ermittelt.

Die wärmste und die kälteste Monatsmitteltemperatur sind oft entscheidend dafür, ob eine Pflanzenart an einem Ort gedeihen kann. So verträgt der Tropenbaum Kokospalme es nicht, wenn die Mitteltemperatur des kühlsten Monats unter 20 Grad liegt.

Die Jahresmitteltemperatur und die höchste und tiefste Monatsmitteltemperatur werden auch zur Charakterisierung und Abgrenzung von verschiedenen Klimazonen verwendet. Die Klimaklassifikation nach Siegmund & Frankenberg bezieht sich streng auf die Jahresmitteltemperaturen.

Aus den Ergebnissen vieler weltweit verteilter Wetterstationen wird auch eine durchschnittliche Jahresmitteltemperatur der gesamten Erde errechnet. Dabei ist eine globale Erwärmung festzustellen. Der durchschnittliche globale Temperaturanstieg zwischen 1880 und 2012 beträgt nach Angaben des Weltklimarates (IPCC) 0,85 °C.

In einer Studie wurde die Bedeutung von verschiedenen Standortfaktoren für die totale Faktorproduktivität einer Region untersucht anhand der Daten von 257 Regionen der EU. Für die Analyse wurden zahlreiche beeinflussende Eigenschaften der Regionen berücksichtigt. Eine hohe Jahresdurchschnittstemperatur hatte dabei einen negativen Einfluss auf die Produktivität.