城巿發展，包括：土地用途改變、密集建築發展、熱力排放及人類活動等都對城巿的氣候構成重大影響。當市區的冷卻速率因城市化而漸漸低於郊區時，一個為人熟悉的現象 — 「熱島效應」便會出現。有很多因素能令市區與郊區之間的氣溫出現差別，當中包括：
- 相對於郊區，巿區的建築物有較大的熱容量。這會使到有較多的太陽輻射能量被吸收並儲存在市區當中;
- 巿區的高密度建築阻擋了天空視域，減少釋放到高空的熱能;
- 在巿區中大量人為熱力從建築物、空調、交通工具和工業活動過程中排放出來;
- 密集的巿區發展會降低風速，並抑制對流散熱。
城巿化效應對巿區熱能平衡的影響
城巿化效應對巿區近地面風的影響
在香港，「熱島效應」基本上是夜間現象。這效應(巿區與郊區的溫差)在冬季時較為顯著，尤其是在大氣穩定、微風及天朗氣清的日子最為明顯。
從香港市區到郊區的晚間氣溫變化圖(氣溫為上午5時，2007年平均值)
以2001年12月23及24日為例子，可清楚看到城市化效應使天文台總部(巿區站)及打鼓嶺(郊區站)晚間氣溫下降速度有明顯差別。
