Pin kiềm hiệu suất cao được thiết kế để hoạt động tối ưu trong phạm vi nhiệt độ quy định, từ 0 ° C đến 50 ° C. Ngoài phạm vi này, hiệu suất của pin có thể giảm đáng kể. Ở nhiệt độ cao, các phản ứng hóa học bên trong trong tăng tốc pin. Tốc độ phản ứng tăng này dẫn đến mức tiêu thụ nhanh hơn các vật liệu hoạt động trong pin, giảm công suất tổng thể và rút ngắn tuổi thọ của nó. Nhiệt độ tăng cao cũng làm tăng nguy cơ rò rỉ, vỡ và các mối nguy hiểm an toàn khác, vì áp lực bên trong vỏ pin có thể tích tụ. Mặt khác, nhiệt độ rất thấp có thể dẫn đến khả năng giảm của chất điện phân để tạo điều kiện cho chuyển động ion, làm giảm sản lượng và công suất của pin. Trong cực lạnh, hoạt động hóa học bên trong pin chậm lại đáng kể, điều này hạn chế năng lượng có sẵn, đặc biệt là trong các thiết bị cần có dòng điện cao.
Nhiệt có tác động đặc biệt bất lợi đến tuổi thọ và an toàn của pin kiềm hiệu suất cao. Ở nhiệt độ cao hơn, các quá trình điện hóa tạo ra năng lượng bên trong pin được tăng tốc, điều này khiến các vật liệu cực dương và catốt giảm dần hơn. Do đó, khả năng lưu trữ và cung cấp năng lượng của pin giảm nhanh hơn so với trong điều kiện bình thường. Sự xuống cấp này dẫn đến tuổi thọ hoạt động ngắn hơn, có nghĩa là pin có thể mất điện hoặc công suất sớm. Trong các thiết bị như thiết bị điện tử thoát nước cao tạo ra nhiệt của chính chúng trong quá trình hoạt động, nhiệt độ bên trong thiết bị có thể tăng thêm, làm trầm trọng thêm các hiệu ứng trên pin. Tiếp xúc kéo dài với nhiệt độ cao cũng có thể khiến vỏ pin mở rộng hoặc nứt, làm tăng khả năng rò rỉ, điều này có thể khiến pin trở nên vô dụng và gây nguy hiểm an toàn do giải phóng các hóa chất có khả năng gây hại.
Môi trường lạnh đặt ra một thách thức độc đáo cho pin kiềm hiệu suất cao. Ở nhiệt độ thấp, chất điện phân bên trong pin trở nên nhớt hơn, điều này cản trở dòng chảy của các ion giữa cực dương và cực âm. Điều này dẫn đến giảm khả năng cung cấp năng lượng, đặc biệt là trong điều kiện thoát nước cao. Trong thời tiết lạnh, điện áp của pin giảm nhanh hơn và nó có vẻ "không thành công" mặc dù nó không được xả hoàn toàn. Hiệu ứng này đặc biệt đáng chú ý trong các thiết bị đòi hỏi công suất cao, chẳng hạn như máy ảnh kỹ thuật số, đồ chơi điều khiển từ xa hoặc thiết bị ngoài trời sử dụng động cơ. Pin trong môi trường nhiệt độ thấp có thể cho thấy thời gian chạy ngắn hơn nhiều so với dự kiến, vì hoạt động hóa học giảm hạn chế khả năng hiệu quả của chúng. Trong pin cực lạnh, pin kiềm hiệu suất cao có thể thể hiện trạng thái "không tính phí" tạm thời, điều đó có nghĩa là chúng cần được làm nóng để trở lại hiệu suất hoạt động đầy đủ.
Độ ẩm cao có thể gây ra thiệt hại lâu dài cho pin kiềm hiệu suất cao bằng cách thúc đẩy ăn mòn, đặc biệt là tại các thiết bị đầu cuối pin và các thành phần bên trong. Mặc dù các pin này được niêm phong, việc tiếp xúc với độ ẩm kéo dài cuối cùng có thể dẫn đến sự xuống cấp của vỏ pin hoặc niêm phong bên trong. Sự ăn mòn của vật liệu cực dương và cực âm có thể làm giảm khả năng hoạt động của pin đúng, dẫn đến rò rỉ, giảm công suất và thất bại. Trong trường hợp nghiêm trọng hơn, độ ẩm có thể xâm nhập vào vỏ pin, gây ra các phản ứng hóa học làm ảnh hưởng thêm vào hiệu suất. Ăn mòn tại các thiết bị đầu cuối cũng có thể ảnh hưởng đến khả năng tiếp xúc điện phù hợp với các thiết bị, gây ra hiệu suất kém hoặc không cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoàn toàn. Đối với các môi trường có độ ẩm cao, nên sử dụng các thùng chứa hoặc máy hút ẩm được niêm phong để ngăn ngừa độ ẩm, đặc biệt đối với các pin được lưu trữ trong thời gian dài.