棉花是喜温作物,生长发育最适宜的温度为25~30℃。棉花各生育时期所需最低温度不同,种子发芽需要10~12℃,出苗需要16~17℃,开始现蕾需要19~20℃。在棉铃发育过程中,温度低于15℃,纤维不能伸长,低于20℃纤维停止加厚。后期日平均温度降至10℃以下,日最低温度降至﹣1℃时,植株生长停止;出现﹣2~3℃低温时,叶片枯落,植株死亡。同时,棉花生长发育还要有一定的积温。一般从播种至出苗需有效积温75~100℃,从出苗到现蕾需有效积温(日平均气温高于19~20℃的温差总和)89~130℃,从现蕾到开需有效积温(日平均气温高于25℃的温差总和)为300℃,从开花至吐絮需有效积温(日平均气温超过15℃以上的温差总和)为500~650℃。中熟品种从播种到吐絮需≥10℃以上的活动积温(日平均气温高于10℃的总和)为3200~3400℃,特早熟品种为2900~3100℃。
棉花也是一种喜光作物,光照时间的长短和光照强度都会影响棉花的生长发育。一般棉花在每日12小时光照条件下发育最快;在每日8小时光照下,植株营养不良,延迟发育。叶片有明显的向光性,日落后稍下垂。棉花需要的光照强度比一般作物如小麦等都要高。棉花的光补偿点为1000~2000lx,光饱和点为7万~8万 lx 。据研究,通常在大田条件下,当早晨光照强度为1000~2000lx时,棉株便开始进行光合作用;光照强度达到7万 x 时,光合作用最盛;光照强度超过8万 lx 时,光合强度下降。光照充足与否,直接关系棉株生长发育的好坏。光照充足时,棉株生长健壮,节间紧凑,铃多铃大,纤维品质好;光照不足时,棉株光合产物的数量减少,而且棉株体内的蛋白质多于糖类,并降低了有机养料自叶片向外运输的速度,这样就不利于营养生长和生殖生长的协调进行,容易导致棉株徒长,减少现蕾,增加脱落。所以,从棉花播种到收获都应注意解决光照问题。生产上采取促进壮苗早发、控制蕾期稳长、实行合理密植、整枝打权等措施,都有利于改善光照条件,充分利用光能,协调个体与群体的关系,达到增产的目的。
棉花比较耐旱,并不是因为棉花对水的需要少,事实上,棉花对水分的需要比一般禾谷类作物多。由于棉花有强大的根系,条件适宜时,主根入土可深达2~3m,能够利用深层的水分,所以,比较耐旱。不要误认为棉花不大需要水,关键时候缺水影响很大,如:花铃期干旱会造成蕾铃大量脱落甚至早衰。但是更重要的是棉花怕渍。前期受渍病害多,中期受渍脱落多,后期受渍烂桃早衰多。