在甲醇合成反应过程中，温度对于反应混合物的平衡温度和速率的影响非常重要。
对于化学反应来说，温度升高会使分子的运动加快，分子间的有效碰撞增加，并使分子克服化合时的阻力的能力增加，从而增加分子的有效结合机会，使反应速度加快，但一氧化碳和二氧化碳与氢气合成甲醇的反应均为可逆的放热反应，升高温度可以使反应速率常数增加，但平衡常数会下降。因此选择合适的操作温度对甲醇合成至关重要。
一般锌-铬催化剂的活性温度为350℃-420℃，比较适宜的操作温度区间为370℃-380℃左右；铜基催化剂的的活性温度为200℃-290℃，比较适宜的操作温度区间为250℃-270℃左右。
为了防止催化剂老化，在使用的初期宜维持较低的数值，随着使用时间的增加，逐步提高反应温度。
另外，甲醇合成反应温度越高，则副反应增加，生成的粗甲醇中有机杂质等组分含量也增加。