Озимая рожь наиболее морозоустойчивая культура, чем другие озимые зерновые. В бесснежные зимы культура легко выдерживает морозы до минус 20 ⁰С, а при хорошей закалке осенью ей не вредит понижение температуры воздуха до минус 35^оС. Однако тетраплоидные сорта, недостаточно зимостойки. Озимая рожь может вымерзать, особенно при плохой закалке осенью. Семена прорастают при температуре почвы 1-2⁰С, оптимальная температура прорастания 10-12⁰С. Активный рост растений осенью происходит до наступления стойкого похолодания со среднесуточной температурой 4-5^оС. Кустится в основном осенью, но при влажной и прохладной погоде кущение протекает и весной. Озимая рожь весной на 7-10 дней раньше отрастает, нежели озимая пшеница. К высоким летним температурам менее устойчива, чем другие зерновые.

Озимой ржи от прорастания семени до созревания зерна требуется сумма активных температур до 1800^оС, от начала весеннего отрастания до созревания зерна – 1200-1500^оС.