便攜式直讀光譜儀屬于精密測量儀器，光學系統微小的變化（如結構件的熱脹冷縮等）即會引起很大的測量誤差，因此便攜式直讀光譜儀在設計時會對光學系統進行恒溫控制。
但即使如此，外界溫度的變化仍會影響恒溫系統的熱平衡狀態，引起測量誤差，因此為了保證測量結果的精密度，應盡可能減小使用過程中環境溫度的波動，不應超過5℃。
另外，大多數便攜式直讀光譜儀廠家對儀器的使用溫度都有嚴格的限制，一般在10-30℃之間。首先是因為儀器在工廠校準時的溫度在20℃左右，10-30℃內使用可以獲得較好的測量精度，其次儀器的部件及設計在10-30℃范圍內具有更高的可靠性，超出該溫度范圍使用，會引起可靠性下降，嚴重的還會引起儀器故障。
另外，便攜式直讀光譜儀一般把光室的溫度控制在34~38℃之間的某個溫度點（不同型號儀器恒溫溫度不同），為了確保便攜式直讀光譜儀的恒溫控制正常工作，儀器使用的環境溫度必須與光譜儀恒溫溫度有一定的溫差，因此要求儀器使用環境溫度低于30℃。
