温度是影响大口径天文望远镜高分辨力成像质量的关键因素之一。当环境温度快速变化时，在温度差的作用下望远镜主镜与环境空气之间发生热量交换。导致主镜表面空气的对流扰动，形成主镜视宁度现象对成像质量造成严重影响。减小主镜视宁度对望远镜高分辨力成像质量的影响是本文研究的主要目的。根据主镜视宁度产生的物理机理，目前对主镜视宁度控制的常用方法主要有两种：一种方法是控制主镜自身的温度，使主镜反射表面与环境空气温度差维持在一定范围内；另外一种方法是在平行于主镜前表面的方向吹风，用一层薄薄的均匀流动的“气刀”将主镜视宁度扰动抚平。本文通过温度场的计算，结合国外主镜视宁度计算经验公式，分别对实心镜面和蜂窝镜面主镜视宁度现象的定量计算和改善效果进行了研究。运用温度场理论对实心镜面主镜视宁度及“气刀”改善效果进行了详细的研究。提出了一种灵活多变、可操作性强的蜂窝镜面温度控制方案。提出了用于大口径蜂窝镜面温度控制研究的单蜂窝单元假设。以四米蜂窝镜面为例，运用计算流体动力学方法和有限元方法对蜂窝镜面温度场和热变形进行了计算。从主镜视宁度和热变形两个方面对四米蜂窝镜面温度控制效果进行了分析。对四米蜂窝镜面温度控制具体工程问题进行了研究。建立“气刀”流场模型，对气刀流场特性及其引入的光学像差进行了计算。通过本论文的研究，摸索出一整套用于主镜视宁度和温度控制研究的技术路线。为我国未来研制更大口径高分辨力成像望远镜在主镜温度控制方面奠定了坚实的基础。