In generale, le velocità delle reazioni catalizzate da enzimi sono più veloci all'aumentare della temperatura e più lentamente quando le temperature scendono al di sotto di un livello di temperatura ottimale. Quando la temperatura aumenta, più molecole hanno più energia cinetica per reagire, quindi la velocità di reazione aumenta. Quando la temperatura diminuisce, aumenta anche l'energia disponibile e quindi la reazione viene rallentata.
Una variazione di temperatura di appena 1 o 2 gradi Celsius può aumentare la velocità di reazione catalizzata da enzimi del 10-20%. Aumentare la temperatura di 10 gradi aumenta il tasso di attività della maggior parte degli enzimi del 50-100 percento. C'è un'eccezione quando le temperature raggiungono una certa soglia al di sopra del livello di temperatura ottimale. Quando ciò accade, le attrazioni intermolecolari che mantengono le forme delle proteine vengono infrante e la forma della molecola dell'enzima cambia. Ciò si traduce in un diminuito legame dei reagenti e una significativa diminuzione dell'attività enzimatica. A questo punto, si dice che l'enzima sia denaturato. Molti enzimi vengono denaturati quando le temperature superano i 40-50 gradi C (da 104 a 122 F). Anche temperature estremamente basse rallentano notevolmente la velocità di reazione.
L'effetto della temperatura sui tassi di reazioni catalizzate da enzimi è esattamente il motivo per cui il cibo viene refrigerato. L'ambiente più fresco di un frigorifero rallenta le reazioni catalizzate da enzimi che provocano il deterioramento degli alimenti. Ovviamente, il congelamento del cibo rallenta ulteriormente queste reazioni. Altri fattori che influenzano i tassi di reazioni catalizzate da enzimi includono area superficiale, pH e luce.