西安位于渭河平原，平原地形。属于温带季风气候。

西安市平原地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，冷暖干湿四季分明。冬季寒冷、风小、多雾、少雨雪；春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨，伏旱突出，多雷雨大风；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显。年平均气温13. 0℃~ 13. 7℃，最冷1月份平均气温-1. 2℃~ 0. 0℃，最热7月份平均气温26. 3℃~ 26. 6℃，年极端最低气温-21.2℃（蓝田1991年12月28日），年极端最高气温43. 4℃（长安1966年6月19日）。年降水量522. 4~ 719. 5毫米，由北向南递增。7月、9月为两个明显降水高峰月。年日照时数1646. 1~ 2114. 9小时，年主导风向各地有差异，西安市区为东北风，周至、户县为西风，高陵、临潼为东东北风，长安为东南风，蓝田为西北风。气象灾害有干旱、连阴雨、暴雨、洪涝、城市内涝、冰雹、大风、干热风、高温、雷电、沙尘、大雾、霾、寒潮、低温冻害。