Objetivo: compreender a percepção dos enfermeiros sobre a complexidade do cuidado para o controle térmico do recém-nascido prematuro. Métodos: estudo qualitativo realizado com 13 enfermeiros de maternidade pública, por meio de entrevista virtual, com roteiro semiestruturado, submetido à Análise de Conteúdo e interpretado pelo suporte teórico do modelo do sistema adaptativo complexo de cuidado. Resultados: os fatores presentes nos cuidados dos enfermeiros no controle térmico do recém-nascido prematuro estão relacionados à complexidade permeada por fatores ambientais como a temperatura da unidade e a distribuição das correntes de ar condicionado; fatores institucionais como a disponibilização e uso correto de tecnologias, e aos relacionados com o profissional, como atuação, treinamento e capacitação. Conclusão: adequar a temperatura da unidade; melhor distribuição das correntes do ar condicionado; a disponibilidade de tecnologias; política de educação continuada no serviço; treinamentos de manuseio dos equipamentos; fiscalização e exigência de manutenção preventiva e corretiva dos aparelhos podem influenciar a redução dos eventos de instabilidade térmica do recém-nascido prematuro. Contribuições para a prática: estimular a qualificação profissional, planejamento de ações intersetoriais para a estruturação tecnológica e manutenção preventiva das unidades, sistematização da assistência ao recém-nascido prematuro no controle térmico minimizando o risco de morbimortalidade neonatal por instabilidade térmica.