В настоящее время актуальным является изучение неблагоприятного воздействия длительного пребывания обучающихся в условиях, не отвечающих требованиям нормативов по показателям микроклимата и концентрации СО₂, способного вызывать нарушение самочувствия, снижение показателей умственной деятельности, нарушение адаптационных возможностей организма. Целью работы было оценить динамику умственной работоспособности обучающихся в зависимости от указанных параметров. Показатели температуры, влажности и CO₂ (n = 673) регистрировали с помощью «Инженерно-технического модуля» в двух классах. Умственную работоспособность оценивали по коэффициенту работоспособности, показателям кратковременной памяти и внимания (n = 352) с использованием аппаратно-программного комплекса «НС-ПсихоТест». Статистическую обработку данных выполняли при уровне значимости p < 0,05. Зарегистрированы повышенная температура (до 25,7 °C) и низкая влажность (до 31,3%), а также устойчивое повышение концентрации CO₂ по сравнению с нормой (1000 ppm) до 2586 ppm. Установлено снижение доли учащихся с высокой работоспособностью на 30% к концу дня. Выявлены значимые обратные корреляции умеренной силы между работоспособностью и концентрацией CO₂ (r = −0,464, p < 0,001), а также слабые — с температурой (r = −0,327, p < 0,001). Обнаружена сильная обратная связь между утомлением и уровнем CO₂ (r = −0,599, p < 0,001). Наиболее выраженное ухудшение функционального состояния наблюдалось в периоды максимальных концентраций CO₂. Исследование выявило взаимосвязь между ухудшением параметров воздушной среды и снижением умственной работоспособности школьников, что обосновывает необходимость мониторинга и профилактических мероприятий.