Adıyaman şehrinin yıllık ortalama sıcaklığı 16.9 0C dır. Ümran’a göre (Prof. Dr. Ümran E. 1970 / ODTU /Klimatoloji ,Güneydoğu Anadolu Bölgesi’nin yıllık ortalama sıcaklık değeri 16.3 0C dır. Buna göre Adıyaman’ın ortalama sıcaklık değeri bölgedeki diğer yerlerle hemen hemen aynı özelliği göstermektedir. 370 45’ kuzey enlemi üzerinde bulunan Adıyaman’ın yıllık ortalama sıcaklığının coğrafi enleme göre 19 0C olması gerekir (ARDEL,A.1969,s.107). Oysa Adıyaman'ı’ yıllık gerçek ortalama sıcaklığı 16.9 0C dır. Adıyaman'ı’ yıllık gerçek ortalama sıcaklığı deniz seviyesine indirgendiğinde yıllık ortalama sıcaklığın 20.4 0C ye yükseldiği görülür. Bu değerden 19 0C yı çıkardığımızda yıllık termik anomali (+) pozitif olması, Adıyaman’ın yazın fazla ısınmasından yani karasallıktan kaynaklanmaktadır.1963-2000 yılları arasındaki yıllık ortalama sıcaklık değerlerini incelediğimizde 16.4 0C ile 1992’de en düşük ve 18.3 0C ile 1966’da en yüksek değerini görürüz. Değerinin buna göre, Adıyaman’da yıllık ortalama sıcaklık değerinin 16.2 0C ile 17.4 0C arasında olma ihtimali %50; 15.4 0C – 16.2 0C ile 17.4 0C-18.3 0C arasında olma ihtimali ise %25’ tir.Sıcaklığın kış mevsiminde atmosferik etkinlik nedeniyle tedricen yükseldiği görülür. Ancak, Mart ayından itibaren atmosferdeki aktivitenin zayıflaması nedeniyle sıcaklık hızlı bir yükselişe geçer. Temmuz ayında en yüksek değere (33.6 0C 2000 yılı) kavuşur. Ağustos ayında 0.5 0C ye kadar bir soğuma görülmesine rağmen hızlı düşüş, Eylül ayından itibaren başlar ve Ocak ayına kadar bir soğuma görülmesine rağmen hızlı düşüş, Eylül ayından itibaren başlar ve Ocak ayına kadar devam eder. Mayıs ayından itibaren 200’nin üstüne çıkan ortalama sıcaklık, Eylül ayına kadar (5 ay) devam eder. Ekim ayı yıllık ortalama değerinden yüksek bir değer gösterir. Kasım, Aralık, Ocak, Şubat, Mart ve Nisan (15 0C ile yıllık ortalamaya yakın bir değer gösterir.) ayları, yıllık ortalama sıcaklık değerinden düşüktür.
 

Adıyaman’ın en yüksek ve en düşük (mutlak maksimum-minimum) ekstrem sıcaklık değerleri incelendiğinde; 1963-2000 devrelerinde –14.4 0C değer ile en düşük sıcaklığın 1972 yılında, 45.3 0C değer ile en yüksek sıcaklığın, 2000 yıllında olduğu tespit edilmiştir.Buna göre, Polar-Arktik bölgelerden gelen soğuk hava dalgaları kışın Adıyaman ve çevresinde sıcaklığın sıfır derecenin altına düşmesine ve don olaylarına neden olur. Doğu Avrupa, Anadolu ve Doğu Akdeniz olduğu üzerinde yerleşen üst troposferdeki soğuk hava dalgaları, Anadolu’da adeta kutup şartlarını yaşatır. Ancak Adıyaman şehrinin bulunduğu konum itibariyle sıcaklık 1963-2000 yılları arasında –14.4 0C’nin altına hiç düşmemiştir.Gerek ortalama sıcaklık değerlerine göre gerekse en yüksek ve en düşük sıcaklık değerinin ekstrem aylar arasındaki farkı göz önünde tutuğumuzda ampiltüd değerlerin çok yüksek olduğu ortaya çıkar. Şöyle ki; Ortalama sıcaklık durumuna göre ampiltüd 27.5 0C dir. En yüksek ve en düşük sıcaklık durumunu da ele aldığımızda (45.3 0C + (-14.4 0C) = 59.7 0C gibi çok yüksek sıcaklık farkı ortaya çıkar. Bu sonuca göre, Adıyaman’da kışlar oldukça soğuk, yazın ise oldukça sıcak geçer.
 

Adıyaman’da sıcaklığın günün herhangi bir anında 0 0C’nin altına düştüğü günler sayısının yıl içinde büyük bir rakama ulaştığı çizelge 1’ de görülebilir.Donlu günler sayısı 38 yıllık rasatlara göre (1963-2000), yıllık ortalama 50.2 gündür. Donlu günler, ortalama 21 Kasım’ da başlamakta ve Mart’ ta sona ermektedir. Donlu günlerin yıllık seyri ve sayısı, soğuk hava kütlesinin Adıyaman ve çevresi üzerinde kalış süresine göre değişmektedir.