Při začátku práce reaktoru se mění jeho teplota. Vzrůst teploty má vliv na reaktivitu minimálně ze dvou příčin: Jednak vzroste průměrná energie neutronů a tím se změní účinné průřezy pro absorpci neutronů, jednak se změní hustota materiálů, tím i střední volná dráha a pravděpodobnost, že nedojde k úniku neutronů.
Z praktického hlediska je vhodné, aby teplotní koeficient reaktivity byl malý a záporný. Je-li totiž malý, pak malé změny teploty vyvolají pouze malé změny reaktivity a reaktor bude nadále v ustáleném stavu. Bude-li teplotní koeficient navíc záporný, to znamená, že reaktivita klesá se vzrůstající teplotou, bude se reaktor samočinně regulovat. Kladný teplotní koeficient podporuje nestálý chod reaktoru, neboť kritický reaktor se vzrůstem teploty se stává nadkritickým.