여주의 연평균 기온은 다음의 두 표에서 보는 바와 같이 약 11℃를 보인다. 한여름에는 30℃ 이상까지 오르는 열대기온을 나타내고(8월 평균기온 24℃), 겨울철에는 최저 기온의 평균이 약 -18℃를 보이는(1월 평균기온 -3.9℃) 등 1년을 통해 한서의 차가 매우 크다. 반면에 시내 지역간 기온차는 동일한 지형 요소의 분포로 인해 거의 없는 것으로 보이는데, 이는 여주가 남한강 남서쪽 연안의 광활한 저지대에 걸쳐 있기 때문이다. 동서와 남북간의 거리가 약 50km에 이르는 이 저지대에 청미천, 양화천, 복하천 등이 북쪽으로 흘러 남한강으로 유입하고 있는데, 이들 하천변의 범람원과 해발 50m 내외의 구릉지로 이루어져 있다.

(그림 10)과 (그림 11)은 2002년 1월과 8월의 우리나라 평균 기온을 각각 나타낸 단계구분도이다. 특히 이 지도에서 경기도 남동부에 표시된 원형의 점이 바로 이천 기상관측소가 위치한 지점이다. 이를 통해 이천의 동쪽에 인접한 본 여주의 월평균 기온 분포를 확인할 수 있다. 앞의 표에 기록된 바와 같이 여주의 2002년 1월 평균기온은 -1.4℃로 (그림 10)에서 엷은 파란색으로 표현된 경기도 남동부의 남한강 일대에 비슷한 온도분포가 나타나고 있다. 이는 동위도의 서해안과 동해안의 평균기온보다는 약간 낮은 온도분포이다. 또한 여주의 8월 평균기온은 23.7℃로 나타나 경기도 남동부 및 남한강 중류 일대의 기온분포와 비슷함을 알 수 있다.