Независимо от своего географического положения любой крупный город — это важный климатообразующий фактор. Городская среда влияет на формирование свойств приземных слоёв воздуха. Промышленные предприятия, транспорт и жилые кварталы выделяют тепло, повышающее температуру воздуха. Городская среда способствует сильному нагреву больших масс воздуха при соответствующих погодных условиях (безветрие, низкий расход тепла на испарение). Это формирует особую городскую циркуляцию воздуха и тепловой колпак, усиливающий загрязнение атмосферы города.
Город активно обменивается веществами и энергией с окружающей средой. Потребляя огромное количество энергии и сырья, город перерабатывает их, выделяя в атмосферу огромное количество отходов. Взвешенные в воздухе частицы служат ядрами конденсации воды, поэтому над городами небо часто прикрыто облаками, чаще выпадают осадки. По мере того как растительность в городе замещается мостовыми и зданиями, изменяется перераспределение выпавшей дождевой воды. В естественных условиях часть воды поглощается почвой и испаряется постепенно. В городах вода стекает в коллекторы и меньше испаряется. Когда на испарение идёт меньше воды, относительная влажность воздуха падает, а температура повышается.