Nerezová oceľ 316 aj nehrdzavejúca oceľ 316L majú dobrú tepelnú odolnosť, najmä tepelnú odolnosť v oxidačnom prostredí. Môže za to najmä prvok chrómu v nich, ktorý dokáže pri vysokých teplotách vytvárať stabilný oxidový film, ktorý chráni kovový povrch pred vysokoteplotnou oxidáciou. Nerezová oceľ 316 a nehrdzavejúca oceľ 316L sú preto vhodné na použitie v podmienkach vysokej teploty, ako sú pece, výmenníky tepla, parné turbíny atď.
Nerezová oceľ 316L má však lepšiu tepelnú odolnosť, najmä tepelnú odolnosť voči zrážaniu karbidov. Dôvodom je skutočnosť, že nízky obsah uhlíka v nehrdzavejúcej oceli 316L sťažuje vytváranie karbidov pri vysokých teplotách a precipitáciu na hraniciach zŕn, čím sa predchádza vzniku zrážania karbidov. Precipitácia karbidov je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim tepelnú odolnosť austenitickej nehrdzavejúcej ocele, čo môže viesť k krehnutiu a zníženiu pevnosti kovových materiálov. Preto je v podmienkach vysokej teploty najlepšie nepoužívať nehrdzavejúcu oceľ 316 nepretržite, ale zvoliť nehrdzavejúcu oceľ 316L.
Podľa medzinárodnej normy ISO 15156-3:2015 „Priemysel ropy a zemného plynu – Odolnosť materiálov voči praskaniu vplyvom prostredia – Časť 3: Zliatiny niklu citlivé na trhliny a iné špeciálne materiály“ je nehrdzavejúca oceľ 316 vhodná na prerušované používanie nižšie 1600 stupňov a má dobrú odolnosť proti oxidácii pri nepretržitom používaní pod 1700 stupňov, zatiaľ čo nehrdzavejúca oceľ 316L má lepšiu odolnosť proti zrážaniu karbidu ako nehrdzavejúca oceľ 316 a môže sa používať nepretržite v rozsahu 800-1575 stupňov.
