O clima urbano apresenta diferentes dinâmicas, que variam conforme os impactos das práticas sociais sobre o meio natural e geográfico.
O clima corresponde aos diferentes efeitos da transformação da atmosfera ao longo do tempo. Ele manifesta-se com diferentes aspectos e em diferentes escalas, indo de amplas regiões até locais mais circunscritos da superfície terrestre, conferindo a tais lugares as suas definições naturais climáticas. Nas cidades, não é diferente, de modo que o clima urbano abrange todos os eventos atmosféricos comuns em grandes cidades, sobretudo as metrópoles mais densamente povoadas.
O clima urbano, ou microclima urbano, é, nesse ínterim, um aspecto bastante particular das manifestações climáticas, pois ele possui algumas dinâmicas – e também algumas anomalias – que lhe são exclusivas, sobretudo porque nesses espaços, além da grande quantidade de pessoas, visualizam-se também os maiores impactos da ação humana sobre o meio natural e o espaço geográfico. Dessa forma, determinadas alterações das temperaturas ou no regime de chuvas, por exemplo, são erroneamente confundidas com eventos climáticos globais, quando, às vezes, são ocasiões que acontecem apenas em locais limitados.
Um exemplo disso são as ilhas de calor. Elas correspondem à elevação das temperaturas em determinados pontos das cidades, mais notadamente nas áreas centrais e com maior grau de ocupação e verticalização (construção de grandes edifícios).
A presença de “barreiras de concretos” — os prédios — em algumas localidades dificulta a dispersão do calor e a circulação dos ventos, aumentando as temperaturas. Somam-se a isso a ausência de vegetação e a reflexão da luz solar pela grande quantidade de objetos nas ruas e calçadas, como os vidros das construções, dos carros e outros, fazendo com que alguns ambientes centrais adquiram temperaturas que, em alguns casos, são 10ºC mais elevadas do que nas periferias urbanas.
Outro problema climático urbano é a inversão térmica. Ela ocorre naturalmente, mas se torna prejudicial quando se vincula à poluição comum em grandes cidades. Esse processo ocorre quando, em tempos de inverno, o ar frio (mais pesado) estaciona-se próximo à superfície, que não é capaz de aquecê-lo, enquanto o ar quente permanece em altitudes maiores. Assim, ao contrário do que normalmente ocorre, não há fluxo de ar e os poluentes emitidos pelos carros e indústrias não se dispersam, interferindo no ambiente atmosférico e causando problemas respiratórios.
Soma-se a esses elementos a ocorrência de chuvas ácidas, outra consequência da ação do homem sobre o meio geográfico, além de alterações nas temperaturas e na umidade proporcionadas por atividades econômicas combinadas com eventos naturais. Em alguns casos, até o regime pluvial é afetado. O que podemos perceber é que o clima urbano é uma produção artificial que evidencia os impactos gerados pelas ações humanas sobre o ambiente natural.