Η Αμαζονία συνδέεται με ζέστη και υγρασία — αλλά έχει και κρύο ακρότατο. Η χαμηλότερη επίσημα καταγεγραμμένη θερμοκρασία στη λεκάνη Αμαζονίας είναι 3,9°C (39,02°F), μετρημένη στο Serra da Canastra National Park στη Μινάς Τζεράις, Βραζιλία, στις 1 Ιουλίου 1975.
Το τυπικό εύρος της Αμαζονίας είναι 25–28°C (77–82°F) όλο το χρόνο. Το ρεκόρ 3,9°C συνέβη σε υψηλό υψόμετρο στην άκρη του biome. Στον χαμηλό πυρήνα (π.χ., Manaus, Iquitos), οι θερμοκρασίες σπάνια πέφτουν κάτω από 18°C (64°F).
Ακόμα και σύντομα κρύα γεγονότα (5–10°C) μπορούν:
Παράδοξα, η κλιματική αλλαγή μπορεί να αυξήσει τα κρύα ακρότατα σε μερικές περιφέρειες Αμαζονίας αναταράσσοντας την ατμοσφαιρική κυκλοφορία (ασθενές Hadley cell, συχνότερα πολικά outbreaks). Εν γένει, ο πυρήνας θερμανθεί σταθερά.
Η Αμαζονία δεν είναι ομοιόμορφα ζεστή — οι άκρές της, τα υψώματα και η ατμοσφαιρική δυναμική δημιουργούν εκπληκτική θερμική ποικιλία. Αλλά το 3,9°C παραμένει αξιοσημείωτη εξαίρεση στον μεγαλύτερο τροπικό δάσος του κόσμου.