桓溫은 東晉 十六國 時代의 晉나라의 名將이자 權臣이다. 字는 元子이다. 譙國 龍亢(現在 中國 安徽省 懷遠縣) 出身으로 譙國桓氏 一門의 代表 人物이다.
宣城內史 桓彝의 長男이다. 桓溫은 風貌가 堂堂하고 豪快하며, 文武兩道에 뛰어나고 英略에 卓越했다. 어릴 때 當時 皇帝의 누이인 南康公主를 맞이하여 駙馬都尉에 맡게 되었고, 아버지의 萬寧縣男이라는 男爵 爵位를 承襲했다. 343年, 征西將軍 庾翼이 이끄는 北伐에 參與하여 그 功績으로 徐州刺史으로 昇進하였다. 345年, 安西將軍과 荊州都督에 任命되어 長江 上流 地域의 兵權을 掌握했다. 長江을 거슬러 올라가 成漢을 滅亡시키고 巴蜀를 回復했으며, 그 名聲은 크게 높아졌다. 後에 大司馬의 官職에 오르며 南郡公으로 封해졌다. 權力을 掌握한 期間 동안 農桑을 獎勵하고, 官吏의 統治를 肅正하며, 豪族에 의한 土地 收奪을 抑制하고, 土斷(戶籍 整理, 行政區域 再編)을 實施하며, 民間疾苦를 重視하고, 敎育을 改善하였다.
그는 또한 세 次例에 걸쳐 北伐을 指揮하여 短期間에 옛 都城 洛陽을 奪還했다. 朝政을 管掌하여 廢立을 左之右之할 程度로 權勢를 휘둘렀다. 나아가 帝位를 奪取하려는 意圖까지 품었으나, 最終的인 北伐에서 大敗를 당해 威信을 잃었고, 朝廷 內의 두 大 士族인 王氏와 謝氏의 勢力에 制約을 받아 그 所望은 이루지 못했다. 죽기 몇 달 前에는 九錫을 받고자 했으나, 謝安 等이 口實을 대며 미루었기에 生前에 實現하지 못했다. 373年, 桓溫은 病歿하여 享年 62歲였다. 晉 朝廷은 그를 追贈하여 丞相으로 삼고 諡號를 宣武公으로 하였다.
後날 그의 아들인 桓玄이 一時的으로 晉의 帝位를 簒奪하여 楚(桓楚)를 建國하게 되자, 桓玄은 아버지인 桓溫을 皇帝로 追尊하고, 諡號에는 아버지의 死後 晉에서 賜與한 "宣武公"의 "宣武"를 使用하여 宣武皇帝라 稱하였다. 그러나 桓玄이 建國한 楚는 短命했고, 正統 王朝로 認定되진 않는다.
漢나라의 儒學者 桓榮, 三國時代 魏나라의 政治家 桓範의 後裔라고 한다.