Begin 19e eeuw merkte de Londense chemicus en wolkenkenner Luke Howard als eerste op dat het klimaat in steden anders is dan in het gebied daarbuiten.
Luke Howard schreef dat het in dichtbebouwde gebieden in Londen, met name 's nachts en 's winters, warmer is dan op het platteland buiten de stad. Tussen toen en nu is internationaal veel onderzoek gedaan naar het stadsklimaat. Onder meer om na te gaan of de verstedelijking bijdraagt aan de opwarming van het klimaat.
Stedelijke bebouwing heeft invloed op grootheden als temperatuur, wind en neerslag. Steden zijn meestal warmer dan het omringende platteland. Ze vormen een soort warmte-eiland in het landschap. Het verschil in temperatuur kan oplopen tot 4 graden voor een stad met 10.000 inwoners en 7 graden voor een stad met 200.000 inwoners. Zulke grote verschillen treden alleen op tijdens heldere en windstille nachten. In de buitenwijken is het minder warm dan in het centrum. Hoe verder weg van het stadscentrum, hoe lager de temperatuur. Het verschil in temperatuur tussen het hart van de stad en de omgeving is vooral afhankelijk van de omvang van de stad, het tijdstip van de dag en de weersomstandigheden. Ook vorm en opbouw van de stad doen er toe. Grote Noord-Amerikaanse steden met dicht opeengepakte hoge wolkenkrabbers houden meer warmte vast dan Europese steden met eenzelfde aantal inwoners. Door de mens veroorzaakte warmtebronnen zoals verkeer, verwarming en luchtvervuiling, dragen vooral 's winters bij aan de warmte.
De temperatuurverschillen tussen stad en platteland zijn doorgaans het grootst in de ochtenduren kort voor zonsopkomst. Uiteraard zijn ook windrichting en -snelheid van invloed op het warmtetransport van de stad naar de omgeving.
