一天中气温随时间的连续变化，称气温的日变化。在一天中，空气温度有一个最高值和一个最低值，两者之差为气温日较差。通常最高温度出现在14～15时，最低温度出现在日出前后。由于日出时间随季节、纬度和天气的影响，出现时间可能提前也可能落后。比如，夏季最高温度大多出现在14～15时；冬季则在13～14时。由于纬度不同日出时间也不同，最低温度出现时间随纬度的不同也会产生差异。气温日较差小于地表面土温日较差，并且气温日较差离地面越高则越小，最高、最低气温出现时间也越滞后。
一、影响气温日较差的因素
（1）纬度 气温日较差随纬度的升高而减小。这是因为一天中太阳高度的变化是随纬度的增高而减小的。一般热带地区气温日较差为12℃左右；温带地区气温日较差为8.0～9.0℃；极圈内气温日较差为3.0～4.0℃。
（2）季节 一般夏季气温日较差大于冬季，但在中高纬度地区，一年中气温日较差最大值却出现在春季。因为虽然夏季太阳高度角大，日照时间长，白天温度高，但由于中高纬度地区昼长夜短，冷却时间不长，使夜间温度也较高，所以夏季气温日较差不如春季大。
（3）地形 低凹地（如盆地、谷地）的气温日较差大于平地，平地大于凸地（如小山丘）的气温日较差。低凹地形，空气与地面接触面积大，通风不良，热量不易散失，并且在夜间常为冷空气沿山坡下沉汇合之处，加上辐射冷却，故气温日较差大。而凸出地形上部由于海拔高和方圆面积小的关系,气温受地表影响小而主要受周围空气的调节,白天不易升高,夜晚也不容易降低.气温日较差通常比同纬度的平地小气温日较差小，平地则介于两者之间，山谷大于山峰；高原大于平原：如青藏高原，海拔高，空气稀薄，大气质量、水汽、杂质相对较少。白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射量大，晚上大气逆辐射弱，所以气温日较差较大；长江中下游平原，地势低平，水域面积大，大气质量、水汽、杂质集中在对流层底部。白天，大气对太阳辐射的削弱作用强，晚上大气逆辐射强，所以气温日较差较小。
（4）下垫面性质 由于下垫面的比热特性和对太阳辐射吸收能力的不同，气温日较差也不同。陆地上气温日较差大于海洋，且距海越远，日较差越大。沙土、深色土、干松土壤上的气温日较差分别比粘土、浅色土和潮湿紧密土壤大，旱地比水田大。
（5）天气 晴天气温日较差大于阴（雨）天的气温日较差，因为晴天时，白天太阳辐射强烈，地面增温强烈，夜晚地面有效辐射强降温强烈。大风天的气温日较差较小。
（6）地势 不论什么地方，都是离地面越近，日较差越大，因为大气的直接热源是地面长波辐射。
气温的年变化和日变化一样，在一年中月平均气温有一个最高值和一个最低值。就北半球来说，中、高纬度内陆地区月平均最高温度在7月份出现，月平均最低温度在1月份出现。海洋上的气温以8月为最高，2月为最低。一年中月平均气温的最高值与最低值之差，称为气温年较差。
二、影响气温年较差的因素
（1）纬度 气温年较差随纬度的升高而增大。这是因为随纬度的增高，太阳辐射能的年变化增大。例如我国的西沙群岛（16°50′N）气温年较差只有6℃，上海（31°N）为25℃，海拉尔（49°13′N）达到46℃。低纬度地区气温年较差很小，高纬度地区气温年较差可达40～50℃。
（2）海陆 由于海陆热力特性不同，对于同一纬度的海陆相比，大陆地区冬夏两季热量收入的差值比海洋大，所以距海洋越近，受海洋的影响越大，气温年较差越小，越远离海洋，受海洋的影响越小，气温年较差越大。一般情况下，温带海洋上年较差为11℃，大陆上年较差可达20～60℃。
此外，地形、天气及植被等对气温年较差的影响与对气温日较差的影响相同。
（3）地形 一般情况下高地小于凹地、谷地。海拔愈高年较差越小。
（4）天气 云雨多的地区小于云雨少的地区。
（5）植被 有植被的地区小于裸地。