Şehirleşmenin lokal ölçekte neden olduğu iklim değişiminin anlaşılabilmesi için öncelikle kentsel ısı adası kavramının iyi anlaşılması gerekir. Şehir iklimi söz konusu olduğunda akla ilk gelen ilklim elemanı sıcaklıktır. Şehirlerin kırsal kesimlerden daha sıcak olduğu yaklaşık 100 yıldan fazla bir zamandır bilinmektedir. Bu gerçek bilimsel literatürde kentsel ısı adası olarak adlandırılır. Bu etkinin ortaya çıkmasının nedeni gittikçe artan endüstrileşme ve şehirleşme olgusudur.
Kırsal kesimlerde gelen güneş enerjisi bitki ve topraktaki suyun buharlaşmasında kullanılır. Diğer taraftan şehirlerde bitki örtüsünün ve açık toprak arazinin az olması nedeniyle, gelen güneş radyasyonunun önemli bir kısmı şehirdeki yapılar ve asfalt yollar tarafından absorblanır. Bu nedenle şehirlerde, sıcak bir günde buharlaşma yoluyla olan soğuma, kırsal kesimlere göre daha düşük bir oranda gerçekleşir. Ayrıca araçlardan, fabrikalardan ve ısıtma sistemlerinden şehir atmosferine sürekli bir ısı enerjisi transfer edilir.
Gece olduğunda şehirdeki yapılar ve asfalt yollar gün boyu absorblamış oldukları güneş enerjisini yavaş bir şekilde infrared radyasyon olarak şehir atmosferine gönderirler. Dolayısı şehir atmosferinin sıcaklığı, çabuk soğuyan kırsal alanların sıcaklığına göre daha büyük bir değerde gerçekleşir.
Orta enlemlerde yer alan ülkemizde kentsel ısı adası nedeniyle şehirlerimizin, kışın daha ılık bir havaya sahip olması bu etkinin olumlu bir yanıdır. Ancak yaz mevsiminde güneş enerjisi miktarındaki artış ve Türkiyeyi etkileyen sıcak hava kütlelerinin neden olduğu yüksek sıcaklıklardan kaynaklanan bildik rahatsızlıkların yaşanmasına neden olur.