ক্যালিফোর্নিয়া উপসাগরের পানির সাধারন তাপমাত্রা শীতকালে সর্বনিম্ন এবং গ্রীষ্মে সর্বোচ্চ । কিন্তু তাপমাত্রা উপসাগরের মধ্যে অনেক পরিবর্তিত হতে পারে, এবং পানি প্রায় সবসময় খোলা সাগরের তুলনায় উপকূলীয় তটরেখার কারণে গরম থাকে। উদাহরণ স্বরূপ, লা পাজের নিকটের পানির তাপমাত্রা আগস্টে এ গিয়ে পৌছে, যেখানে পাশ্ববর্তী শহর ক্যাবো সান লুকাস-এ তাপমাত্রা পৌছে কেবল এ।

মাঝেমধ্যে, উত্তর ক্যালিফোর্নিয়া উপসাগর উল্লেখযোগ্যভাবে শীতের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। উত্তরদিকস্থ সাগরের অংশের তাপমাত্রা কিছু সময় এর নিচে নেমে যেতে পারে, যা একটি বৃহৎ অংশের সামুদ্রিক প্রাণীর মৃত্যুর কারণ হতে পারে। জলের এই বিশাল তাপমাত্রা হ্রাসকারী প্রাণীগুলির মধ্যে রয়েছে ম্যাক্রোস্কোপিক শেত্তলা ও প্ল্যাঙ্কটন।

তাপমাত্রা
তীর ও জোয়ার
মোহনা
আবহাওয়া