便携式直读光谱仪属于精密测量仪器，光学系统微小的变化（如结构件的热胀冷缩等）即会引起很大的测量误差，因此便携式直读光谱仪在设计时会对光学系统进行恒温控制。
　　但即使如此，外界温度的变化仍会影响恒温系统的热平衡状态，引起测量误差，因此为了保证测量结果的精密度，应尽可能减小使用过程中环境温度的波动，不应超过5℃。
　　另外，大多数便携式直读光谱仪厂家对仪器的使用温度都有严格的限制，一般在10-30℃之间。首先是因为仪器在工厂校准时的温度在20℃左右，10-30℃内使用可以获得较好的测量精度，其次仪器的部件及设计在10-30℃范围内具有更高的可靠性，超出该温度范围使用，会引起可靠性下降，严重的还会引起仪器故障。
　　另外，便携式直读光谱仪一般把光室的温度控制在34~38℃之间的某个温度点（不同型号仪器恒温温度不同），为了确保便携式直读光谱仪的恒温控制正常工作，仪器使用的环境温度必须与光谱仪恒温温度有一定的温差，因此要求仪器使用环境温度低于30℃。