Enzimatik reaksiyonlarda başlangıçta sıcaklık artışı ile aktivitede artış gözlenir. Fakat belirli bir sıcaklık aşıldıktan sonra enzimler de diğer proteinler gibi denatüre olur ve aktivitelerini kaybederler. Her enzim için birim zamanda substratla ES kompleksini hızlı bir şekilde oluşturduğu belirli bir sıcaklık vardır. Bu sıcaklığa o enzimin ‘optimum sıcaklığı’ denir. Bir enzimin düşük sıcaklıkta iken yapısı bozulmaz fakat etkinliği azalmaya başlar. Sıcaklık arttığında substrat molekülleri hızlanır. Dolayısıyla enzimin aktif bölgesiyle çarpışma sıklığı artar. Bu da reaksiyonu hızlandırır. Fakat sıcaklık daha da arttığında enzimlerin aktif bölgesinin şekli bozulmaya başlar. Enzimlerin yapısı bozulduğu için (denatürasyon) tepkime hızı da düşer. Bu noktadan sonra sıcaklık azalsa dahi enzim çalışamaz.
