Nhiệt độ bề mặt hiệu dụng của Sao Thổ là âm 288 độ F. Nhiệt độ theo chiều dọc của hành tinh này vẫn khá ổn định, chỉ chênh lệch khoảng 18 độ giữa cực bắc và xích đạo của nó, nhưng thành phần hóa học của nó gây ra nhiệt độ để tăng đáng kể đến gần trung tâm của hành tinh.
Vì hành tinh ở rất xa mặt trời, nên phần lớn nhiệt của Sao Thổ được hút từ hydro lỏng và các nguyên tố khác gần lõi của nó hơn là mặt trời. Tại trung tâm của nó, nhiệt độ ước tính lên tới 21.000 độ F. Ở các vùng giữa, giữa tâm chất lỏng và lớp băng bên ngoài, nhiệt độ thay đổi từ 26 độ F ở các lớp bên ngoài đến 134 độ F ở các lớp thấp hơn.
