城市热岛效应就是城市化的发展导致城市中的气温高于外围郊区的现象。在气象学近地面大气等温线图上看，郊外的地区气温变化很小，如同一个平静的海面，而城区则是一个明显的高温区，如同突出海面的岛屿，因此就被形象地称为“城市热岛”。城市热岛最早见于科学记载的是在1818年英国出版的《伦敦气候》。作者L·赫华德对城市气候的两大发现，就是伦敦市中心气温比郊外高（各月平均分别高0.5℃-1.2℃），以及城乡温差夜间比白天大。
世界上热岛最强的是中高纬度的大中城市，城乡温差一般是随纬度的升高而增大的。因为人为热量和太阳辐射热量余额（太阳短波热量收入减去地面长波辐射支出热量）的比值，是从赤道向高纬度迅速增加的。在一年四季之中，太阳辐射热量和余额以冬季最小，加上冬季中中高纬度还有取暖热量，因此热岛效应以冬季最强。同样道理，一天之中热岛以夜间比白天为强，尤其是日落后3-5小时内为最强。
城市热岛效应是如何产生的呢？城市热岛的形成，显然是与城市化的发展密不可分的，其形成的直接原因有以下四个：
首先，是城市下垫面（大气底部与地表的接触面）特性的影响。
城市内大量人工构筑物如铺装地面、各种建筑墙面等，改变了下垫面的热属性，能吸收更多的太阳辐射，温度升高。如夏天里，草坪温度32℃、树冠温度30℃的时候，水泥地面的温度可以达到57℃，柏油马路的温度更高达63℃，这些高温物体形成巨大的热源，烘烤着周围的大气和我们的生活环境，怎么能不热呢？
第二个主要原因是城市大气污染。城市中的机动车辆、工业生产以及大量的人群活动，产生了大量的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等，这些物质可以大量地吸收环境中热辐射的能量，产生众所周知的温室效应，引起大气的进一步升温。
第三个主要原因是人工热源的影响。工厂、机动车、居民生活等，燃烧各种燃料、消耗大量能源，无数个火炉在燃烧，都在排放热量！
第四个原因是，城市里的自然下垫面减少了。城市的建筑、广场、道路等等大量增加，绿地、水体等自然因素相应减少，放热的多了，吸热的少了，缓解热岛效应的能力就被削弱了。
那么，我们应该如何防止热岛效应呢？
一、从绿化城市及周边环境方面：
1．选择高效美观的绿化形式。
2．要统筹规划公路、高空走廊和街道这些温室气体排放较为密集的地区的绿化，营造绿色通风系统，把市外新鲜空气引进市内，以改善小气候。
3．应把消除裸地、消灭扬尘作为城市管理的重要内容。
4．建设若干条林荫大道，使其构成城区的带状绿色通道，逐步形成以绿色为隔离带的城区组团布局，减弱热岛效应。
二、在现有的条件上，应考虑：
1、控制使用空调器，提高建筑物隔热材料的质量，以减少人工热量的排放。
2、建筑物淡色化以增加热量的反射。
3、用透水性强的新型柏油铺设公路，以储存雨水，降低路面温度。
此外，市区人口稠密也是热岛效应形成的重要原因之一。所以，在今后的新城市规划时，可以考虑，在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部门，其余部门应迁往卫星城，再通过环城地铁连接各卫星城。