ATmega328/1280/2560 работают в индустриальном диапазоне температур -40..85 (характеристики
ATmega328 например).
Остальные компоненты именно на Arduino-плате используют обычный диапазон (от 0 градусов) — так что нужно быть внимательным. Платы расширения — также нужно смотреть, в большинстве своем используют микросхемы со стандартным диапазоном температур.
Если герметизировать «вычислительный блок» — то проблем с влажностью быть не должно (оно не так сильно греется чтобы принудительно вентилировать, но заливать эпоксидкой тоже перебор). Разъемы подключения должны быть соответствующие.
По-поводу стабильности работы и зависаний — все зависит от программиста :) как он напишет, так и будет работать.