Det gäller framförallt kvinnor och äldre och hårdast drabbade är de i varmare länder, visar studien, rapporterar Vetenskapsradion.
Drygt 47 000 personer i 68 olika länder deltog i studien där forskarna analyserade data från armband som registrerar sömnmönster och jämförde det med nattliga temperaturer.
Studien visade också att testpersonerna inte vande sig vid de högre temperaturerna utan sömnen förblev störd, framförallt vid själva insomnandet.
Den försämrade sömnen gällde både i varma och kalla länder och mest känsliga för temperaturökningar är de som bor i varmare klimat samt i låginkomstländer.
Studien har publicerats i den vetenskapliga tidskriften One Earth.