在保暖效果上，羽绒服通常更胜一筹。羽绒服的填充物主要是鸭绒或鹅绒，这些绒毛呈朵状结构，中间有大量静止空气。空气是热的不良导体，能有效阻止人体热量散失，从而起到良好保暖作用。而且优质羽绒服含绒量高、蓬松度好，保暖效果就更佳。
棉服的填充物多为棉花、人造棉等。棉花纤维虽然也能储存空气来保暖，但棉花易被压实，一旦被压实，空气储存量减少，保暖性能就会大打折扣。相比之下，羽绒服即使经过挤压，抖一抖后绒毛能很快恢复蓬松，继续保持良好保暖状态。
不过，这也并非绝对。如果棉服采用了先进保暖技术，如添加高效保暖材料，或者填充量足够大，也能有不错保暖效果。在极寒环境下，羽绒服优势明显；而在不太寒冷的地区，一件厚实优质棉服也能满足保暖需求 。
