极端气温包括多年气象记录中极端最高气温和极端最低气温。
全年极端最高气温均出现在夏季，气温之高可以超过或接近人体正常体温，不但影响人们的正常劳动和生活，而且对农作物也可造成危害，特别是在空气湿度较低的情况之下，危害尤其严重。有正式气象记录的地点(各地记录时间长短不等)，全年极端最高气温超过40.0℃的有吴堡和彬县，前者1974年6月16日曾出现过40.1℃的高温记录，后者1966的6月19日曾出现过40.0℃的高温记录；其次，出现过39～40℃的有：宜川于1966年6月21日出现过39.9℃，延安于1952年7月29日出现过39.7℃，延川于1978年7月8日出现过39.0℃；再其次，出现过38～39℃的地点有府谷、神木、榆林、佳县、横山、米脂、子洲、绥德、清涧、延长、富县、永寿等地；还有一些地点极端最高气温在37～38℃之间，如吴旗、志丹；仅少数地方全年极端最高气温不足37℃，而在34～37℃之间，如安塞、甘泉、洛川、黄龙、黄陵、宜君、长武、旬邑等地。(见表4.3)
全年极端最低气温均出现在冬季。极端低温天气不仅使人们感到寒冷，需要增加取暖，耗费较多的能源，更重要的是对越冬作物(如冬小麦)和果树都有重要影响。当气温低于-22℃时，冬小麦便可能有部分冻死或冻伤，影响其产量；当低于-20℃时便对暖温带果树，如苹果、梨等有所伤害，需要提前采取保护措施。
陕西黄土高原有记录的全年极端最低气温，最低者属榆林1954年12月28日出现的-32.7℃；其次是北部边缘的神木、靖边、横山、定边，均出现过低于-28℃的极端最低气温。除此，绝大部分气象站有-22℃～-28℃的极端最低气温记录，仅少数气象站记录的极端最低气温高于-22℃，后者有佳县、吴堡、延川、黄陵、宜君、铜川、淳化、永寿等地。(见表4.3)
表4.3 陕西黄土高原平均气温、气温年较差及极端气温(℃)
平均气温 年 年极端气温
地点 1月 4月 7月 10月 全年 较差 最高 最低
榆林 -10.0 10.2 23.4 8.7 8.1 33.4 38.6 -32.7
佳县 -7.4 12.1 24.7 10.8 10.0 32.1 38.9 -21.7
米脂 -8.6 11.3 23.5 9.1 8.8 32.1 38.2 -24.8
子洲 -7.7 11.5 23.6 9.4 9.2 31.3 38.0 -22.6
吴堡 -5.6 13.1 25.2 12.6 11.3 30.8 40.1 -19.0
绥德 -7.5 11.8 24.0 10.3 9.7 31.5 38.4 -25.4
清涧 -6.9 11.6 23.8 10.0 9.6 30.7 38.1 -22.6
子长 -7.0 10.9 23.0 9.3 9.1 30.0 37.6 -23.1
安塞 -7.0 10.9 22.5 8.9 8.8 29.5 36.8 -23.6
延川 -5.9 12.9 24.7 10.9 10.6 30.6 39.0 -21.0
吴旗 -7.8 9.7 21.5 8.1 7.8 29.3 37.1 -25.1
志丹 -8.0 9.9 21.5 8.2 7.8 29.5 37.4 -25.4
延安 -6.4 11.4 22.9 9.7 9.4 29.3 39.7 -25.4
延长 -5.8 12.5 23.9 10.5 10.2 29.7 38.9 -22.3
甘泉 -6.8 10.7 21.9 8.8 8.6 28.7 36.8 -24.8
宜川 -5.7 11.9 23.4 10.2 9.9 29.1 39.9 -22.4
富县 -6.5 11.2 22.7 9.3 9.0 29.2 38.7 -25.7
洛川 -5.2 10.6 22.0 9.7 9.2 27.2 36.4 -22.0
黄龙 -5.8 10.1 21.5 9.1 8.6 27.3 36.7 -23.7
黄陵 -4.7 11.1 21.9 10.0 9.4 26.6 36.5 -21.4
宜君 -4.3 9.9 20.8 9.7 8.9 25.1 34.4 -21.0
铜川 -3.2 11.6 23.3 11.1 10.6 26.5 37.7 -18.2
彬县 -3.3 12.6 24.4 11.3 11.1 27.7 40.0 -22.5
永寿 -2.8 11.5 23.7 11.3 10.8 26.5 38.9 -18.0