Хлопчатник — теплолюбивое растение. Оптимальная температура для роста и развития 25— 30°С. При температуре ниже 25°С развитие начинает замедляться, а при температуре ниже 17°С происходит угнетение растений. В то же время некоторые дикие виды хлопчатника, например G. sturtii Т. Muell. и G. trilobum (Mos et Sees, ex DC) Skovsted, могут переносить кратковременные заморозки до —5°, —10°С. При температуре выше 40°С сильно снижается жизнеспособность пыльцы, много завязей на растениях не оплодотворяется и опадает.

Хлопчатник — растение короткого дня. При произрастании в условиях длинного дня развитие растений замедляется и бутонизация задерживается. Дикие древовидные виды хлопчатника при выращивании их на широте Ташкента в естественных условиях не цветут. Для вовлечения их в гибридизацию используют искусственно укороченный до 10 ч световой день. Селекционные сорта хлопчатника, созданные в шпротах, отдаленных от экватора, имеют слабую фотопериодическую реакцию. В условиях Средней Азии продолжительность вегетационного периода у сортов G. hirsutum примерно 125—150 дней, у сортов G. barbadense — 145—160 дней.