Hideg időben a nagy fehér cápák gyakran melegebb vizekre vándorolnak. Ennek az az oka, hogy megfelelő működésükhöz 18 Celsius-fok körüli testhőmérsékletet kell tartaniuk. Ha a víz hőmérséklete ez alá csökken, a cápa anyagcseréje lelassul, és letargikusabb lesz. Szélsőséges esetekben a nagy fehér cápa akár hipotermia következtében is elpusztulhat.
Meleg időben a nagy fehér cápák gyakran mélyebb vizekbe költöznek, ahol a hőmérséklet hűvösebb. Ez azért van, mert el kell kerülniük a túlmelegedést. Ha a víz hőmérséklete túl magas lesz, a cápa anyagcseréje felgyorsul, és aktívabbá válik. Ez ahhoz vezethet, hogy a cápa stresszessé válik, és akár meghalhat.
A nagy fehér cápák sokféle hőmérsékleti tartományban képesek túlélni, de legkényelmesebben 18 és 24 Celsius fok közötti vízben érzik magukat. Ha a víz hőmérséklete ezen a tartományon kívül esik, a cápa vagy egy megfelelőbb helyre vándorol, vagy módosítja viselkedését, hogy megbirkózzon a körülményekkel.