棉花是喜温作物，一生中需要较多的积温。棉子发芽的最低监界温度是10.5℃~12.0℃，最适温度是28℃~30℃，春季播种的适宜地温要求距地表5厘米，处稳定在14℃以上。苗期温度高，有利于花芽分化，以20℃~25℃最适宜。现蕾需要20℃ 以上，最适温度是25℃。开花结铃和吐絮成熟期间均需要25℃以上的较高温度。在20℃~30℃范围内，温度越高，棉铃发育成熟也越快，棉铃也越大。如气温过高(在35℃以上)会抑制正常的生理活动，同时高温引起花粉败育，失去受精能力。当温度低于21℃时，光合作用产生的还原糖不能转化，纤维素的淀积就会停止，纤维停止发育。所以，花铃后期降温快，会造成棉铃与纤维发育不良，棉铃小而衣分低。

棉花是好光作物。通过棉花叶片内的叶绿素功能，将太阳能转化为生物能。充足的阳光是棉花获得高产的必要条件。

光照度密度密切影响着光合作物强度(即每小时每平方厘米叶面积合成的有机养料)，在强光的情况下，光合作用制造的有机养料就多。光照度在8000~7000勒克司的范围内，光合强度随光照度的增加而提高。但当达到光饱和占7000~8000勒克司时，光照再提高，光合强度也不再增加。当光照度下降到光补偿点1000~2000勒克司时，棉株制造的养分与本身消耗的养分相等，棉株即呈饥饿状态，造成蕾铃脱落。从棉花栽培上应考虑：配置适宜的行株距，建立合理的群体结构，调节好棉花生育进程，改善生育环境，以提高光能利用率。要保持一定的叶面积系数，单位面积的叶片过小或过多都不相宜，一般棉田的最大叶面积系数以不超过千为宜。

棉花是深根作物，比较耐旱。但是，适宜的水分供应则是棉花正常生育和争取高产的必要条件。据测定，每生产1千克干物质(包括根、叶、枝、铃)约需消耗水分700千克~1000千克;生产50千克皮棉，大约需消耗350立方米~400立方米水量。相当于520毫米~600毫米的降雨量。

棉花各生育时期的耗水，一般随气温的升降、叶面积系数的消长而有很大差异。棉花苗期需水量较少，约占全生育期耗水量的12%，适宜的土壤水分含量约占田间量大持水量的60%~70%。蕾期需水量逐渐增多，约占总耗水量的15%，适宜的土壤水分占田间最大持水量的60%~70%。这个时期对水分反应敏感，干旱不利于棉株生长发育，水多又易造成疯长，花铃期是棉花一生中耗水量最多的时期，约占总耗水量的70%~80%，此时受旱易增加蕾铃脱落，而且铃轻，衣分低。吐絮期需水量逐渐减少，约占总耗水量的27%，适宜的土壤水分是田间最大持水量的55%~70%。此时水分过少会影响铃重和引起早衰，水分过多又易贪青晚熟。因此，在棉花不同生育时期，应根据天气、土壤和棉株生育状况，适时适量灌溉或及时排水，实现稳健生长和增铃增重，达到早熟丰收。