四季分明，气候温和，雨量适中。春季温暖、干燥、多风；夏季炎热多雨，多雷雨大风天气；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显；冬季寒冷，多雾、少雨雪。
暖带季风气候位于最大的大陆亚洲大陆与最大的大洋太平洋之间，海陆热力性质差异显著。夏季亚欧大陆低压连成一片，海洋上副热带高压西伸北进，从北太副高散发出来的东南季风带来丰沛的降水；冬季强大的蒙古高压散发出来的西北季风影响本地。因风向切变符合季风要求，故为季风气候。
因此，西安在北方拥有最温暖的气候，年均温度13.6度，与南方最靠北的城市南京14.1度不相上下。西安的气温年温差为26度，中国有四座省会城市气温年温差为26度，分别是西安、上海、南京、合肥（杭州为24度，北京为30度），一般来说越靠南的城市年较差越小。 西安属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。无霜期平均为219~233天。1月份最冷，平均气温-0.5℃~1.3℃；7月份最热，平均气温26.4℃~26.9℃；年平均气温13.6℃。极端最高气温41.8℃,极端最低气温-20.6℃。（近年来气候呈暖化趋势。2003-2007年，1月份平均气温0.8℃，7月份平均气温27.1℃。年平均气温15℃。）年降水量平均为507.7毫米~719.8毫米。年降水日数96.6天，一年有三个降雨高峰时段，分别是9-10份的秋季，7-8月的夏季以及4-5月的春季，尤以秋雨连绵为显著特点。年平均湿度为69.6%。年平均降雪日为13.8天（由于气候暖化，近年降雪较为罕见）。冬季多东北风，夏季多西南风，受地形地势影响，年平均风速2.0米/秒，明显低于北方大多数地区。无霜期207天。天空云量较大，年日照时数明显低于北方地区。
西安气候特征：属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明，气候温和，雨量适中。春季温暖、干燥、多风；夏季炎热多雨，多雷雨大风天气；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显；冬季寒冷，多雾、少雨雪。
西安气温：西安极端最高气温为42.9℃，出现在2006年6月17日；4-10月极端最低气温-1.9℃，出现在1978年10月29日。
春季回暖期（4月1～30日）：平均气温15.2℃，4月上、中旬常有较强降温天气，下旬温度迅速回升。
初夏少雨期（5月1日～6月20日）：平均气温21.8℃，气温呈现上升趋势，但昼夜温差大。
初夏多雨期（6月21日～7月20日）：气温变化比较平稳，日平均气温稳定在25～28℃，最低气温通常高于15℃。
盛夏伏旱期（7月21日～8月20日）：日平均气温在24～28℃之间，日平均气温呈现缓慢下降趋势，极端最高气温35～40℃，昼夜温差9～11℃。
初秋多雨期（8月21日～10月10日）：日平均气温15～24℃，随着北方冷空气的不断入侵，日平均气温呈现降低趋势。
秋季凉爽期（10月11～31日）：日平均气温11～15℃，随着北方入侵冷空气的加强，日平均气温迅速降低。
西安湿度：
春季回暖期（4月1～30日）：平均相对湿度为64.5%， 4月内各旬相对湿度分布比较均匀。
初夏少雨期（5月1日～6月20日）：相对湿度6月上中旬的54%，达到全年最低值。
初夏多雨期（6月21日～7月20日）：相对湿度达60～70%。
盛夏伏旱期（7月21日～8月20日）：相对湿度70%，加上温度相对比较高，此时人们感觉炎热，偶尔有高温高湿的闷热天气。
西安初秋多雨期（8月21日～10月10日）与秋季凉爽期（10月11～31日）：气温较盛夏有明显下降，相对湿度达74～80%。
西安4～10月平均风速0.7～2.6m/s，主导风向为东北风。
