Nhiệt độ của một sao chổi thay đổi đáng kể tùy thuộc vào vị trí của nó trong quỹ đạo xung quanh Mặt trời. Nhiệt độ của nó có thể dao động từ vài độ trên độ không tuyệt đối đến 350 Kelvin hoặc nóng hơn.
Theo Đại học Bang Georgia, các sao chổi ở xa một ngôi sao có thể lạnh đến vài chục độ Kelvin trên độ không tuyệt đối. Tuy nhiên, khi sao chổi ở gần Mặt trời, nhiệt độ của nó có thể cao hơn hàng trăm độ. Trong trường hợp Sao chổi Halley, Chaisson và MacMillan cho rằng nhiệt độ lõi của nó là 200 Kelvin và nhiệt độ bề mặt của nó là 350 Kelvin khi ở gần Mặt trời. Sao chổi Halley được quan sát là sự kết hợp của nước đóng băng, đá bay hơi và các hạt đá. Theo Encyclopedia Britannica, nhiệt độ nóng của Sao chổi Halley khi nó cách Mặt trời 0,9 AU là do sự hấp thụ nhiệt cao trên bề mặt tối của nó.