Les grands requins blancs sont ectothermiques, ce qui signifie qu'ils dépendent de sources de chaleur externes pour réguler leur température corporelle. En conséquence, ils ne sont pas capables de s’adapter au froid ou à la chaleur de la même manière que les animaux endothermiques.
Par temps froid, les grands requins blancs migrent souvent vers des eaux plus chaudes. En effet, pour fonctionner correctement, ils doivent maintenir une température corporelle d’environ 18 degrés Celsius. Si la température de l'eau descend en dessous, le métabolisme du requin ralentira et il deviendra plus léthargique. Dans des cas extrêmes, un grand requin blanc peut même mourir d’hypothermie.
Par temps chaud, les grands requins blancs se déplacent souvent vers des eaux plus profondes où la température est plus fraîche. C’est parce qu’ils doivent éviter la surchauffe. Si la température de l'eau devient trop élevée, le métabolisme du requin s'accélère et il devient plus actif. Cela peut conduire le requin à devenir stressé et même à mourir.
Les grands requins blancs sont capables de survivre dans une large plage de températures, mais ils se sentent plus à l'aise dans une eau comprise entre 18 et 24 degrés Celsius. Lorsque la température de l'eau est en dehors de cette plage, le requin migrera vers un endroit plus approprié ou ajustera son comportement afin de faire face aux conditions.