城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的下垫面导热率高，加之空气污染物多，能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因为建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。

在近地面温度图上，郊区气温变化很小，而城区则是一个高温区，就像突出海面的岛屿，由于这种岛屿代表高温的城市区域，所以就被形象地称为城市热岛。