La temperatura facial elevada debido al uso de mascarillas puede causar incomodidad e irritación en la piel, lo que hace que los mandatos de mascarillas sean desafiantes. Cuando la incomodidad térmica se vuelve intolerable, las personas instintivamente o sin saberlo aflojan o se quitan las mascarillas, comprometiendo la eficacia protectora de la mascarilla. El objetivo de este estudio fue cuantificar numéricamente el microclima bajo la mascarilla y la termorregulación facial al usar una mascarilla quirúrgica con diferentes niveles de desajuste. Se desarrolló un modelo computacional integrado de ambiente-mascarilla-cara-vía aérea con huecos de diferentes tamaños y ubicaciones, y se validó contra experimentos complementarios. Se utilizó el modelo de turbulencia k-LRN de bajo número de Reynolds con medios porosos para simular flujos respiratorios transitorios. Se consideraron tanto la transferencia de calor convectivo en la piel como la generación de calor en los tejidos en la termorregulación bajo la mascarilla, además del aire caliente exhalado del cuerpo y el aire fresco inhalado del ambiente. Los resultados de este estudio mostraron que al usar una mascarilla quirúrgica con un ajuste perfecto durante la respiración normal, la temperatura en el filtrum aumentó en 4.3 grados Celsius en comparación con no usar mascarilla. Un pequeño hueco de 0.51 cm2 (hueco A) en la parte superior de la nariz resultó en un 5.6% de fuga, pero redujo el efecto de calentamiento en un 28% en comparación con un hueco cero. Mientras tanto, un hueco de 4.3 cm2 (R1L1) causó un 42% de fuga y una reducción del 62% en el efecto de calentamiento. Se observaron perfiles de temperatura temporoespaciales únicos en varios puntos de muestreo y para diferentes tamaños de huecos, que se correlacionaron razonablemente con la dinámica de flujo correspondiente, particularmente cerca de los huecos. La tasa de cambio de temperatura también exhibió patrones únicos para el sitio del hueco y el punto de muestreo, con picos distintivos que ocurrieron durante las transiciones de flujo inspiratorio-espiratorio. Estos resultados tienen importantes implicaciones, ya que al utilizar los perfiles de temperatura temporoespaciales en varios puntos de referencia, se puede potencialmente localizar el sitio del hueco, y se pueden cuantificar el tamaño del hueco y las fracciones de fuga.