寒いは「寒い朝」「寒い冬」など、不快に感じる気温の低さを表す言葉で「暑い」の対義語。
冷たいは「冷たい雪」「冷たい水」など、体の一部が触れた時に感じる温度の低さを表す言葉で、「熱い」の対義語である。
基本的に気温が低いことを表す時には「寒い」を使うが、「空気が冷たい」「風が冷たい」のように、体（肌）に触れた感触として温度が低いことを表す場合には「冷たい」が使われる。
また、所持金が少ないことをいう「懐が寒い」の対義語は「懐が暖かい」。
思いやりがない人や、冷淡な人のことをいう「冷たい人」の対義語は「温かい人」で、温度（気温）以外の意味で使う時には、「寒い」の対義語が「暖かい」。「冷たい」の対義語が「温かい」になることもある。