Temperaturen i vassdragene varierer mindre enn lufttemperaturen. Vanntemperaturen påvirkes av blant annet fallenergi, fordamping, kontakt med omgivelsene og stråling hvorav det siste betyr mest. Nedenfor en elvestrekning vil temperaturen nærme seg 0 °C om vinteren, mens ved utløpet fra en innsjø vil temperaturen være merkbart høyere. De fleste vassdrag i Norge får mer eller mindre isdannelse i løpet av vinteren. Altaelva har helt eller delvis isdekke 160-200 dager, mens Glomma (ved Elverum) normalt er islagt 150-170 dager. På islagte elver kan isen plutselig begynne å løsne i form av isgang noe som kan føre til erosjon langs elvebredden og oversvømmelser, i noen tilfeller kan hus og broer bli tatt.