Název obce je znám především díky blízké jaderné elektrárně, která převzala její jméno. První písemná zmínka se datuje k roku 1381, název vznikl z osobního jména Temela. Pro odlišení od blízké vsi Temelínec, původně nazývaný Malý Temelín (zanikla při výstavbě elektrárny), se název obce objevuje také v podobě Velký Temelín. Od svého počátku byla osada Temelín drobným vladyckým zbožím, část náležela k majetku tvrze ve Vlhlavech.

V roce 1482 prodali tehdejší majitelé Vlhlav, vladykové z Chlumu, Temelín Petru Kořenskému z Terešova. Kořenští vybudovali tvrz v Neznakově, Temelín připadl neznašovskému panství, jehož součástí byl až do poloviny 19. století. Obec v průběhu historie nabývala na významu, na počátku 20. století zde byla stanice dráhy, poštovní úřad, četnická stanice, čtyři hostince, kupecký krám, obchod s lahvovým pivem, obchod se smíšeným zbožím a obilím, tři trafiky a dokonce obchod s jižním ovocem.

V současné době je obec správním centrem pro dalších šest osad – Kočín, Lhotu pod Horami, Litoradlice, Sedlec, Zvěrkovice a Zaluží. K památkám v obci náleží zajímavá budova barokního špýcharu na místě původního vrchnostenského dvora. Do katastru obce spadá rovněž několik kilometrů vzdálená dochovaná unikátní tvrz Býšov, sídlo vladyckého rodu Býšovců z Býšova.