在滲碳介質、滲碳時間相同的條件下，滲碳溫度越高，表面碳濃度也越高，滲入速度增大，滲層的碳濃度和厚度也隨之增加，而且滲層中碳的濃度梯度變化較平緩；如果溫度太低，效果則相反。其主要原因是：提高滲碳溫度，可以顯著地提高擴散系數。
當滲碳溫度從920℃升高到1000℃時，擴散系數可提高1.7倍以上。所以提高滲碳溫度能提高滲速，縮短滲碳時間。如獲得1.5mm的滲層，930℃需7h，而1000℃時只需3h；反之，如果滲碳時間相同，則其滲層深度也必定增大。此外，由于溫度越高，碳原子從表面向內部的擴散遷移速度也越高，因而從表及里的碳濃度梯度就必定趨于平緩。隨著滲碳溫度的提高，Fe原子自擴散加劇，使鋼件表面脫位原子和空穴數增多，更又利于表面吸收和溶解碳原子。同時，溫度升高也增加了奧氏體對碳的溶解度。此外，提高滲碳溫度還能降低合金碳化物的穩定性，使碳化物溶解到奧氏體中，碳原子從碳化物中解脫出來成為自由狀態，有利于擴散和增加奧氏體的溶碳能力。由此可見，提高滲碳溫度，不僅能提高滲速、增加滲層深度、減緩濃度梯度的變化，而且也能提高滲層的碳濃度。
提高滲碳溫度雖然有以上好處，但也存在著一些尚待解決的問題。首先，需要解決設備方面的問題，目前的滲碳爐最高使用溫度為950℃以上長時間加熱滲碳，晶粒都會急速長大，導致力學性能惡化，往往滲碳后要增加細化晶粒的正火或不得不進行雙重淬火，工件的變形打，也增加了生產成本。
目前生產中，常規的滲碳工藝溫度大都選定為920~950℃。
