Тепловой режим почвы — это совокупность и последовательность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла. Он характеризуется температурой на разных глубинах почвенного профиля, которая имеет суточный и годовой ход.
Суточный ход температуры почвы определяется зональным положением почвы, климатическими и погодными условиями сезонностью, особенностями рельефа и растительного покрова, составом и свойствами почв. Наиболее резко суточный ход выражен в пределах 50-см слоя. Максимальные температуры наблюдаются на поверхности днем, минимальные - ночью. С глубиной в профиле почв характерно запаздывание изменения температуры.
Годовой ход температуры определяется, в первую очередь, климатическими условиями, имеет большую амплитуду и выражен на большую глубину, чем суточный. Наиболее резко годовой ход температур проявляется в пределах 3-4-х метровой толщи почвы и почвообразующих пород. На глубине 6 м колебания температур не превышают 1°С. Максимальные температуры почв с глубиной отстают от максимальных температур воздуха. Различия во времени могут достигать 2-3 месяцев.
На годовой ход температур большое влияние оказывают растительный покров, высота снежного покрова, рельеф, хозяйственная деятельность. Замерзание почвы происходит после установления отрицательных температур воздуха и продолжается до января-февраля. Затем она постепенно оттаивает снизу за счет передачи тепла из нижних непромерзших слоев. Иногда оттаивание снизу продолжается до схода снега, при этом талая вода проникает в почву.
В другие годы, при раннем сходе снега, почва может оттаивать сверху и снизу, при этом в оттаявшем сверху слое образуется слой, насыщенный водой, и создаются условия для поверхностного стока и развития эрозионных процессов за счет талых вод.
Для оценки теплообеспеченности почв и характеристики теплового режима используются следующие показатели: сумма активных температур (более 10°С) в почве на глубине 20 см; сумма отрицательных температур на глубине 20 см; средний из абсолютных минимумов температур на поверхности почвы; глубина промерзания почвы; глубина проникновения температур более 10°С (для лета) и др. показатели.
Сумма активных температур почвы (больше 10°С) на глуби-20 см в тундре примерно на 100°С ниже или соответствует сумме активных температур воздуха; в таежно-лесной зоне активные температуры почвы превышают температуры воздуха на 100-200°С; в степной зоне - на 300-500°С и в субтропиках - примерно на 1000°С.