Chúng ta thường biết rằng, quá trình lên men của tỏi sẽ càng ngắn nếu nhiệt độ càng cao. Nếu lên men ở nhiệt độ 70°C thì tốc độ lên men tỏi nhanh gấp 2 lần so với việc tiến hành ở 60°C. Theo đánh giá cảm quan, chất lượng tỏi đen là tốt hơn và màu sắc của nó đồng nhất nếu lên men ở khoảng 70°C đến 80°C. Mặc dù tỏi sẽ lên men nhanh hơn nếu tiến hành ở 90°C, nhưng, điều này sẽ gây ra nhiều mùi vị khó chịu, chẳng hạn vị chua mạnh và đắng. Còn trong trường hợp lên men ở 60°C thì màu sắc của tỏi sẽ không hoàn toàn là đen.

Khi độ ẩm của tỏi đạt ở khoảng 400-500 g/kg, tỏi đen đạt mức độ mềm và dai phù hợp để ăn. Nếu độ ẩm giảm xuống còn 350-400 g/kg thì không còn giữ độ mềm phù hợp nữa. Điều đó cũng có nghĩa, việc điều chỉnh nhiệt độ ở quá cao không phải là điều kiện thích hợp, khi mà hàm lượng polyphenol bị dao động lớn.

Một trong những hợp chất oxy hóa chủ yếu của tỏi đen là 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), nó cũng chính là sản phẩm trung gian quan trọng trong phản ứng Maillard. Dù ở nhiệt độ nào thì 5-HMF cũng tăng, tuy nhiên, hàm lượng 5-HMF đạt cao nhất thì cần phải có quy trình phù hợp.