Die Feuchtkugeltemperatur ist die niedrigste Messung der Lufttemperatur, die sich aus der Verdunstungskühlung ergibt, und kann als die Temperatur angesehen werden, die feuchte Haut anfühlt, wenn sie bewegter Luft ausgesetzt wird. Es wird normalerweise entweder mit einem Psychrometer oder einem Glaskolbenthermometer gemessen, das in ein nasses Tuch gewickelt ist. Da das Wasser aus dem Tuch verdunstet, senkt es die am Thermometer gemessene Temperatur, obwohl die Verdunstungsrate von der relativen Luftfeuchtigkeit abhängt. Die vollständige Gleichung, die verwendet wird, um sie mit anderen Messungen zu berechnen, ist kompliziert, kann jedoch anhand des Taupunkts und der Trockenkugeltemperatur geschätzt werden. Eine der häufigsten Anwendungen für diese Messung ist die Bestimmung der Effizienz von Verdunstungskühlern in trockenen Regionen.
Im Allgemeinen wird ein Psychrometer oder ein Quecksilber-Glaskolben-Thermometer verwendet, um die Feuchtkugeltemperatur eines Ortes zu messen. Ein Psychrometer verwendet eine dünne Wasserschicht, die auf eine Thermometerkugel aufgetragen wird, die in der Luft herumgewirbelt wird, und bei einem Quecksilberglaskugelthermometer wird sie normalerweise in ein feuchtes Tuch oder Musselin gewickelt. Wenn die nassen Teile Luft ausgesetzt werden, verdunstet Wasser und entzieht dem Thermometer Wärme, wodurch die gemessene Temperatur sinkt. Der niedrigste Messwert der Verdunstungskühlung ist die Feuchtkugeltemperatur.
Da die Verdunstung einen kühlenden Effekt hat, ist die Feuchtkugeltemperatur immer kleiner oder gleich der Trockenkugeltemperatur, also dem Wärmegehalt in der Luft. Die Verdunstungsrate steht in einem umgekehrten Verhältnis zum Sättigungsgrad der Luft, auch als relative Luftfeuchtigkeit bekannt. Bei hoher Luftfeuchtigkeit kann weniger Wasser verdunsten und die Feuchtkugel abkühlen, sodass sich die Temperatur nicht wesentlich von der der Trockenkugel unterscheidet. Auf der anderen Seite bedeutet eine niedrigere Luftfeuchtigkeit mehr Verdunstung und Kühlung, wodurch die Nasstemperatur viel niedriger ist als die Trockentemperatur. Die beiden Temperaturen sind gleich, wenn die Luft zu 100 % gesättigt ist, da keine Verdunstung auftreten kann.
Man kann die Feuchtkugeltemperatur berechnen, ohne ein Feuchtkugelthermometer zu haben, indem man eine Gleichung verwendet, die andere Messungen wie Trockenkugeltemperaturen, latente Wärme, Luftdruck und relative Luftfeuchtigkeit kombiniert. Eine einfachere Methode zur Schätzung verwendet nur die Trockenkugeltemperatur und den Taupunkt. Zuerst muss man den Taupunkt von der Trockentemperatur abziehen und diese Zahl durch drei teilen. Die Zahl aus dieser Berechnung wird dann von der Trockentemperatur abgezogen.
Ein Beispiel dafür, wie eine Feuchtkugeltemperatur im täglichen Leben verwendet wird, sind Verdunstungskühler, manchmal auch Sumpfkühler genannt, die häufig an trockenen Orten zum Kühlen des Inneren von Gebäuden und Wohnungen verwendet werden. Der Kühler enthält saugfähiges Material, das mit Wasser befeuchtet wird, und dann wird Luft durch das Material geblasen. Der Prozess fügt der Luft Feuchtigkeit hinzu, wodurch sie sich kühler anfühlt. Verdunstungskühler können im Allgemeinen innerhalb von 70–95 % der Feuchtkugeltemperatur der Außenluft liegen. In feuchten Regionen erzielen die Kühler nicht die gleichen Ergebnisse, da nicht so viel Wasser verdunsten kann, sodass sie die Innentemperaturen nicht wesentlich senken.