Temperatura powietrza w dużym stopniu wpływa na rozwój i plonowanie kukurydzy. Optymalna do rozwoju tej rośliny jest temperatura powyżej 18 – 20ºC, przy której mają miejsce największe przyrosty masy kukurydzy. Zbyt wysoka temperatura powietrza powyżej 23ºC w okresie kwitnienia, przy jednoczesnej niskiej wilgotności, niekorzystnie wpływa na rozwój roślin, bowiem pyłek kukurydzy szybko traci swą żywotność, przez co nie wszystkie kwiatki są zapylone, a kolby są gorzej zaziarnione. W okresie po przekwitnięciu i zawiązaniu kolb kukurydza charakteryzuje się mniejszymi wymaganiami termicznymi, a spadki temperatury nawet do 10ºC nie wpływają negatywnie na jej plonowanie. Jednakże wcześnie występujące i długo utrzymujące się chłody w okresie jesiennym opóźniają dojrzewanie i prowadzą do wydłużenia wegetacji roślin.

Obniżenie plonów ziarna kukurydzy, szczególnie odmian późnych, może być spowodowane wystąpieniem wczesnych przymrozków jesiennych prowadzących do zasychania liści kukurydzy, hamując proces fotosyntezy. W takich warunkach może dochodzić również do pękania ziarna, a w przypadku plantacji hodowlanych – do obniżenia jego wartości siewnej. Poza tym kukurydza, u której na skutek przemarznięcia doszło do obumarcia tkanek przewodzących, jest często atakowana przez choroby grzybowe. Dlatego też w przypadku długotrwałych i silnych przymrozków jesiennych należy zadbać o zbiór w pierwszej kolejności kukurydzy przeznaczonej na ziarno.

Plony ziarna kukurydzy zależą również od wiatru. Wiatr o sile powyżej 1 stopnia w skali Beauforta ogranicza intensywność asymilacji, hamując wzrost i rozwój kukurydzy i tym samym przyczyniając się do obniżenia plonów ziarna. W przypadku gradu nie stwierdza się tak dużych szkód jak w uprawie innych zbóż. Niemniej jednak jego występowanie od fazy 9 liści aż do dojrzałości mlecznej prowadzi do obniżenia plonów. Znaczną redukcję plonów ziarna kukurydzy stwierdza się również przy uszkodzeniu przez grad więcej niż połowy masy liści kukurydzy.

Plony ziarna kukurydzy warunkowane są w dużym stopniu dostępnością wody, gdyż roślina ta uprawiana na powierzchni 1 ha pobiera aż od 2,6 do 3,4 mln litrów wody, co znacznie przewyższa potrzeby wodne innych zbóż. Potrzeby wodne kukurydzy ulegają obniżeniu po przekwitnięciu i zawiązaniu kolb, niemniej jednak panujące w tym czasie okresy suszy przyspieszają dojrzewanie, ograniczają transpirację i nalewanie ziarna, co przekłada się na redukcję plonów.

Najlepsze plonowanie kukurydzy stwierdza się wówczas, gdy w okresie dojrzewania roślin, szczególnie od dojrzałości wczesnowoskowej do pełnej, występuje słoneczna i ciepła pogoda, a także umiarkowane i krótkie opady.