Studium klimatu města je v současné době velmi aktuální téma, a to i díky změně klimatu, která se na život ve městech výrazně podepisuje. Ve městech se soustřeďuje stále více obyvatel vyspělých i rozvojových zemích. Polovina obyvatel naší planety žila v roce 2007 ve městech, přičemž více než 70% této populace připadlo na rozvojové země. Odlišnost klimatických podmínek města od venkovského prostředí je známa již téměř 200 let.
Jedním z nejznámějších projevů mikroklimatu až mezoklimatu města je městský tepelný ostrov (MTO), který lze v jednoduchosti popsat jako relativní oteplení města vůči okolnímu venkovu. Zesilování MTO ve velkých městech staví dnes tuto problematiku do popředí zájmu nejen u klimatologů, ale také architektů, urbanistů, odborníků na územní plánování nebo představitelů místních samospráv. Jejich úkolem je pomocí nejnovějších poznatků a technologií přispět k zmírnění negativních projevů MTO (a městského klimatu obecně) a zvýšení kvality života ve městě. V podmínkách České republiky se MTO nejsilněji projevuje v Praze.
Specifika městského prostředí oproti volné krajině jsou dána rozdílnými povrchy. Tímto je podmíněna odlišná radiační bilance, protože sluneční záření je různě odráženo a pohlcováno pevnými materiály (povrch vozovek, střech apod.) oproti porostům. Dochází k tomu, že tyto povrchy se v době dopadu slunečních paprsků více ohřívají, a tím zvyšují teplotu vzduchu, a tak dochází i k ovlivnění jejich vlhkosti. Rozdílné teploty povrchu a zhoršené proudění v kaňonovitých strukturách města (uliční koridory) potom ovlivňují teplotní režim v průběhu noci, kdy jsou rozhodující hodnoty vyzařování.
Klimatická změna a tepelný ostrov města se navzájem zesilují a v centru velkých měst je většinou pozorován rychlejší nárůst teplot vzduchu než v okolí. Centrum Prahy je nejteplejší oblastí v České republice.
Velmi důležitým ukazatelem změny klimatu jsou teplotní indexy charakterizující teplotní extrémy. Ty jsou zesilovány nebo naopak zeslabovány tepelným ostrovem města. Teplotní extrémy mají většinou nepříjemný dopad na lidské zdraví a často i zvyšují úmrtnost obyvatelstva.
V souvislosti s klimatem měst se často mluví pouze o horkých dnech, ale zcela se zapomíná na horké noci. Ty jsou ale při tom asi jedním z hlavních dopadů tepelného ostrova města.
Meteorologické extrémy jako jsou sucho a povodně historicky k našemu území patří. Se změnou klimatu ale dochází k jejich častějšímu výskytu. Zároveň jsou tyto jevy intenzivnější a s větším dopadem. Viditelné je to hlavně v případě suchých epizod.
