西安市位于温带季风气候区和亚热带季风气候区的过渡地带，南部的秦岭山脉是中国的南北方气候分界线"秦岭-淮河线"的一部分，因此兼具两种气候的部分特点。该市四季分明但时长不均，冬夏季节长于春秋。全年雨量适中，集中于夏秋，雨热大体同期，农作物较易生长，湿度冬低夏高。冬季寒冷程度较为温和，少有极端严寒；夏季由于地形原因，南部山脉阻挡削弱海洋北上的冷空气，再加之地处背风坡易形成焚风效应，故炎热程度高且持续时间长，给供电、生产、学校教学、市民健康特别是心脑血管相关疾病患者的身体状况带来不小挑战。该市最高日间气温近年来（自2016年左右始）不断接近、逾越40摄氏度，且极端炎热过程持续长达月余而无明显降温。最冷月（1月）平均气温0.3℃，极端最低气温-20.6℃（1955年1月6日）。最热月（7月）平均气温27.0℃，极端最高气温41.8℃（1998年6月21日、2017年7月24日）。年平均气温14.1℃。年平均降水量约561毫米。年平均湿度为69.6%。年平均降雪日为13.8天。1951-2017年日最高温≥40℃天数41天。