温州话也是源远流长的。温州方言最重要的是瓯语，是吴语的一个分支。
赵元任《现代吴语的研究》提出吴语的科学定义，从此瓯语被确认为吴语的一个分支。王力《中国语文概论》将其列为吴语温台系。由中国社会科学院与澳大利亚人文科学院合编的《中国语言地图集》把吴语分为六片，瓯语为吴语瓯江片。
瓯越在秦以前属“百越”（“于越”），主体为“东越族’‘“百越族”，说吴、越相通的古越语，与齐国、楚国说的“汉语”不能通言。却与今日的侗语、壮语、缅甸掸语、越南京语及泰国泰语同源。现代温州话的常用口语中仍留有相当多的侗台语痕迹。 古越语属于南岛语系或侗台语还有争议，因为两者关系也较密切，但根据地理分布和基因研究，越人更接近台湾的高山族（南岛语系台湾语族），而和侗台语的壮族、侗族差异较远。
公元前333年，楚国灭越，加强了对吴越的统治，直到公元前221年秦统一中国，历时112年。由于楚人在吴越的势力和影响，东楚方言与古吴越语相融合，形成了一种新的汉语——“江东方言”，吴语的直接祖先。唐代《慧琳音义》把江东一带所说的方言合称为“吴楚之音”。温州话中较古老的词汇，大多可以追溯到“江东方言”，亦是温州话中白读系统的主要来源。
秦汉时期，汉人对吴越地区正式开拓，但浙南、福建仍是越人天下，越人建立的东瓯国与闽越国一直处于独立状态。虽然汉武帝时，东瓯国“举国徙中国，乃悉举众来，处江淮之间”，但迁走的仅限瓯越的王族与豪强。期间来自汉语的借用词越来越多，不过瓯越方言的主要词汇仍是土著词语。
“江东方言”六朝时期开始分为“吴语”和“闽语”。温州从东汉至公元323年建郡一直属会稽郡，据东晋郭璞的记载，瓯越人应从六朝开始说古吴语。因与闽语区接壤，温州话中也保留了较多与古闽语相同的特征。
唐宋时期，几次大规模的移民潮，尤其是南宋迁都后，温州中原汉人移民大量增加，这些移民从中原带到瓯越的正统汉文化对当地汉语方言进行了改造，中原方言在温州话中留下了文白异读的特点。温州方言在宋代已和今语很接近，在北方汉语几经变更后，温州话仍然保持了很多汉语的古老特征，故如今用温州话文读唐诗宋词比用普通话更加通顺。
温州话和官话的相似度基本上是南方各种方言中最低的，和其他各个方言都差异巨大。
温州话非常有特点，首先是地域性极为明显，出了温州地界，谁也听不懂温州话。几个温州人在外地，叽里咕噜一说家乡话，旁人就傻了眼。
温州话成为温州人天然的纽带。讲的是温州人全国各地跑，什么事情都碰到。温州话就像是国际语。在法国巴黎就有一条三公里长的通行温州话的“温州街”，在美国纽约唐人街，在意大利罗马广场，在荷兰阿姆斯特丹码头，都可以听到独特的温州话。一讲温州话，就像共产主义战士听到国际歌，就可以找到亲爱的同志，当然是素不相识的老乡，也就可以找到吃的住的。因为那些城市里的中餐馆大都是温州人开的，又因为温州人特别热情好客豪爽仗义。
著名作家叶永烈就以自己在国外的亲身经历，讲述了很多故事。圣诞节之晨，他和妻到了美国纽约的唐人街。在一家杂货铺里，他听见老板娘在跟伙计讲温州话，他就用温州话跟她打了一声招呼，她顿时满面笑容，连声说：哟，你也是温州人!快进来坐，快进来坐。她介绍说，她的隔壁，隔壁的隔壁，隔壁的隔壁的隔壁，全是温州人开的店!当晚，叶永烈和妻在亲戚家，参加圣诞节聚会，十多位温州同乡来了。他们不用英语，也不用普通话，而是用瓯语交谈。在这离温州万里之遥的纽约，简直是奇迹。
温州话（瓯语）的发音和语言结构相对古老，与普通话或其它吴语都不能相通，温州地区以外的人比较难以读懂。重读位置的发音是不送气清音，听觉上却有浊音感，跟北部吴语有很大不同，常令人不解。根据《温州方言志》及沈克成《温州话》温州话声母有35个（包含零声母以及 nny nng），韵母有30个（不包含n，m韵母），声调8个，两字组变调调型13 种，较为可惜的是温州话入声舒化了。
古越语有许多基本词汇跟今泰傣壮侗语相同，也有一些跟京语相同。例如：（pe33，柚子）同侗语；雾（moe22，雾），同水语；篺（bba31，木筏）、捋（lai35，轻轻抚摩）、謴（gang42，辱骂）同泰语；迫（ba213，鞋隔褙）、咄（dai213，鸟啄物）、亦（yi213，又、也）、埕（zzeng31，酒瓮，酒坛）同壮语、侗语；念头（nyi22 ddeu31，上瘾）、玍（nie22，勉力支撑）、蕊（nyv22，蓓蕾）同越南语。
再如温州话称田野为“垟”，有许多地名中带有“垟”字，如：“翁垟、林垟”等。《集韵·阳韵》虽收了此字，但义为“土怪”，与田野义无关。有人考证此字可能是古代百越语的遗留，音同傣语。
又如温州人将傻、蠢、不明事理说成“憨”，hoe33，音似“蚶”，如个人全憨个。个人真憨里塌气。也可与名词连用，如：“憨猪”。壮侗语也有近似的音义，这可能是古百越语残留的“底层”。
在壮侗语族语言中，先喉塞声母是最常见的声母，而浙南，古帮母和端母有好些地方也念成先喉塞音，如：“疤、带”等，这是典型的古吴越语的遗留。
1、最为明显的佐证是定语后置于名词（如：“腰身，闹热，菜咸，笋干，饭焦，豆腐软，鱼生，菜头生，楼阁，酒汗，板砧，膀蹄，头衔，鞋拖，墙围”等）；副词后置于动词（如：“吃添、走好”等）及副词后置于形容词（如：“红显、苦倒”等）。
2、对不同性别的动物称呼常后加，如：猪牯，猪娘。
