西安市境内海拔高度差异悬殊位居全国各城市之冠。巍峨峻峭、群峰竞秀的秦岭山地与坦荡舒展、平畴沃野的渭河平原界线分明,构成西安市的地貌主体。秦岭山脉主脊海拔2000米~2800米,其中西南端太白山峰巅海拔3867米,是大陆中部最高山峰。渭河平原海拔400米~700米,其中东北端渭河河床最低处海拔345米。西安城区便建立在渭河平原的二级阶地上。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。