Este trabalho objetiva determinar o método de preenchimento de falhas mais adequado para estimar temperaturas máxima e mínima diárias do ar das estações meteorológicas convencionais distribuídas pelo estado de Santa Catarina. Seis métodos de preenchimento de falhas foram utilizados para analisar as precisões das temperaturas estimadas através dos índices estatísticos erro médio absoluto (MAE), coeficiente de eficiência e coeficiente de determinação. Os métodos de Steurer na versão modificada (STMOD) e o de regressão linear múltipla (RLM) apresentaram os melhores desempenhos para a estimativa das temperaturas máxima e mínima do ar para o estado de Santa Catarina. De forma geral, os erros médios absolutos variaram no tempo e no espaço. Os maiores erros ocorreram no período de inverno e no interior do Estado.