La plus grande isolation offerte par les toits verts peut réduire la quantité d'énergie nécessaire pour modérer la température d'un bâtiment, car les toits sont le lieu de la plus grande perte de chaleur en hiver et des températures les plus chaudes en été.
Les toits verts refroidissent la température en raison de la couverture directe des plantes et de la transpiration pendant la journée.
Susca et al. (2011) ont constaté que les toits verts permettent d'économiser de 40 à 110 % de la consommation d'énergie.
Maiolo et al. (2020) ont constaté que dans un climat méditerranéen, l’absence de couches d’isolation dans la toiture verte améliore la performance énergétique à la fois en été et en hiver (bien que dans ce dernier cas c’est de manière moins significative).
Ils ont rapporté que :
En hiver, les températures des toits verts étaient plus élevées entre 0,2 et 4,6 °C, réduisant la demande de chauffage.
En été, les températures des toits verts étaient plus basses, entre 5 et 11,3 °C, réduisant ainsi la demande de refroidissement.