Neste trabalho constituíram-se modelos matemáticos referentes às temperaturas mínimas e máximas médias mensais, para três localidades do Estado do Rio Grande do Sul. Foi aplicada a técnica da análise harmônica para a identificação dos harmônicos existentes e sua importância na composição dos modelos. Utilizou-se dados de 85 anos, de 1918 a 2002, para a análise harmônica e composição dos modelos, e 5 anos, de 2003 a 2007, para verificar a capacidade dos modelos na previsão de novos conjuntos de valores. Os resultados das análises realizadas indicaram um bom desempenho dos modelos para representar a variação entre os dados mensais de temperaturas mínimas e máximas e, também, como previsores confiáveis do comportamento de novos conjuntos destas variáveis.