A hősziget-hatás megváltoztatja a városi klímát, amely különösen nyáron veszi igénybe az ott élők szervezetét. Nyáron több a forró nap, télen kevesebb a talajfagy, mint a vidéki területeken. A vegetációs időszak hosszabb, az összcsapadék nagyobb és gyakrabban alakulnak ki gomolyfelhők. A levegő hőmérséklete ugyanis nagymértékben függ a felszín jellemzőitől (beton, tégla, aszfalt, kő, járművek és zöldfelület aránya), a lakosság hőkibocsátásától (minél népesebb egy város, annál nagyobb a hősziget-hatás).
A városmag hőmérséklete átlag 0,5-1,6 °C-kal melegebb, mint a külterületen: csökken a külvárosi részek felé, nő a nagy gyárak, erőművek stb. környezetében, és hatását a légszennyezés, a széljárás, a terepadottság is befolyásolja. Télen nagyobb lehet, mint nyáron, az épületek fűtéséből adódó hőkibocsátás miatt. Nyáron pedig az egyre több klímaberendezés fűti hőkibocsátásával a környezetet.
Erősebb a hősziget-hatás éjjel, mint nappal, mivel éjjel intenzív a kisugárzás a felszínből a légkörbe: a nappali forróságot az épületek éjszaka sugározzák vissza, a város nem hűl le. Erőssége csökkenhet hétvégeken és ünnepnapokon. A hősziget a talaj felett függőlegesen a 200-500 métert is elérheti, ami 3-5-ször magasabb az ott található épületeknél. A zöld területek, a vízfelszínek arányának növelése csökkenti a (városi) hősziget-hatást.