一天中平均氣溫隨時間的持續轉變，稱平均氣溫的日轉變。在一天中，氣體溫度有一個最大值和一個最低值，二者之差為氣溫日較差。一般 最高溫度出現在14～15時，最低溫出現在太陽升起前後左右。因為日出時間隨時節、相對高度季節變化的影響，出現時間可能提早也可能落伍。例如，夏天最高溫度大多數出現在14～15時;冬天則在13～14時。因為相對高度不一樣日出時間也不一樣，最低溫出現時間隨相對高度的不一樣也會造成差別。氣溫日較差低於地表層土壤溫度日較差，而且氣溫日較差離路麵越高而越小，最大、最低溫度出現時間也越落後。
影響氣溫日較差的要素：
(1)相對高度
氣溫日較差隨相對高度的上升而減少。這是由於一天中太陽高度的轉變是隨相對高度的提高而減少的。一般熱帶地區氣溫日較差為12℃上下;暖溫帶地域氣溫日較差為8.0～9.0℃;極圈內氣溫日較差為3.0～4.0℃。
(2)時節
一般夏天氣溫日較差超過冬天，但先在高緯度地區，一年中氣溫日較差最高值卻出現在春天。由於盡管夏天太陽高度角大，日照時數長，大白天溫度高，但因為中高緯度地區晝長夜短，製冷時間不長，使晚間溫度也較高，因此夏天氣溫日較差比不上春天大。
(3)地貌
低凹地(如衝積平原、穀地)的氣溫日較差超過平地上，平地上超過凸地(如小山丘)的氣溫日較差。低凹地貌，氣體與路麵觸碰總麵積大，自然通風欠佳，發熱量不容易流失，而且在晚間常以強冷空氣沿小山坡下移彙聚之處，再加輻射源製冷，故氣溫日較差大。而凸起地貌上端因為海拔高度高和周圍總麵積小的關聯,平均氣溫受土層影響小而關鍵受周邊氣體的調整,大白天不容易上升,夜裏也不易減少.氣溫日較差一般 相對於同相對高度的平地上小氣溫日較差小，平地上則接近彼此之間，峽穀超過高山;高原地區超過平原區：如雲貴高原，海拔高度高，空氣稀薄，空氣質量、水蒸氣、殘渣相對性較少。大白天，空氣對太陽輻射量的消弱功效弱，抵達路麵的太陽輻射量大，夜裏大氣逆輻射弱，因此氣溫日較差很大;長江中下遊地區平原區，地形低平，水域麵積大，空氣質量、水蒸氣、殘渣集中化在對流層底端。大白天，空氣對太陽輻射量的消弱功效強，夜裏大氣逆輻射強，因此氣溫日較差較小。
(4)下墊麵特性
因為下墊麵的定壓比熱特點和對太陽輻射量吸收力的不一樣，氣溫日較差也不一樣。陸上上氣溫日較差大於海洋，且距海越來越遠，日較差越大。沙子、深棕色土、幹鬆土壤層上的氣溫日較差各自比黏土、淺灰色土和濕冷密不可分土壤層大，旱田比水稻田大。
(5)氣溫
大晴天氣溫日較差超過陰(雨)天的氣溫日較差，由於大晴天時，大白天太陽輻射量明顯，路麵提溫明顯，夜裏路麵合理輻射源強減溫明顯。風大天的氣溫日較差較小。
(6)地形
不管怎樣地區，全是離路麵越近的，日較差越大，由於空氣的立即熱原是路麵長波輻射。
平均氣溫的年轉變和日轉變一樣，在一年中月平均溫度有一個最大值和一個最低值。就北半球地圖而言，中、高緯度中部地區月均值最高溫度在7月出現，月均值最低溫在1月出現。深海上的平均氣溫以8月為最大，2月為最少。一年中月平均溫度的最大值與最低值之差，稱之為氣溫年較差。
