氣溫日變化指一天內氣溫高低的周期性變化。這種變化離地面愈近愈明顯。
大陸上最高氣溫一般出現在14時左右，最低氣溫一般在日出前。正午以後，
太陽輻射雖開始減弱，但地面獲得的太陽輻射熱量仍比地面輻射失去的熱量多，地面儲存的熱量繼續增多，直到太陽輻射熱量開始少於地面輻射失去的熱量時，即由盈餘轉為虧損的時刻，地面溫度達最高值。地面將熱量傳給空氣還需一定時間，故最高氣溫出現在14時左右。夜間地面熱量虧損，氣溫降低，直到日出前地面儲存熱量減至最少，故最低氣溫出現在清晨5時左右。這一天中氣溫最高值與最低值之差叫做
氣溫日較差