一天中平均气温随時间的持续转变，称平均气温的日转变。在一天中，气体溫度有一个最大值和一个最低值，二者之差为气温日较差。一般 最高温度出現在14～15时，最低温出現在太阳升起前后左右。因为日出时间随时节、相对高度季节变化的影响，出現時间可能提早也可能落伍。例如，夏天最高温度大多数出現在14～15时;冬天则在13～14时。因为相对高度不一样日出时间也不一样，最低温出現時间随相对高度的不一样也会造成差别。气温日较差低于地表层土壤温度日较差，而且气温日较差离路面越高而越小，最大、最低温度出現時间也越落后。
影响气温日较差的要素：
(1)相对高度
气温日较差随相对高度的上升而减少。这是由于一天中太阳高度的转变是随相对高度的提高而减少的。一般热带地区气温日较差为12℃上下;暖温带地域气温日较差为8.0～9.0℃;极圈内气温日较差为3.0～4.0℃。
(2)时节
一般夏天气温日较差超过冬天，但先在高纬度地区，一年中气温日较差最高值却出現在春天。由于尽管夏天太阳高度角大，日照时数长，大白天溫度高，但因为中高纬度地区昼长夜短，制冷時间不长，使晚间溫度也较高，因此夏天气温日较差比不上春天大。
(3)地貌
低凹地(如冲积平原、谷地)的气温日较差超过平地上，平地上超过凸地(如小山丘)的气温日较差。低凹地貌，气体与路面触碰总面积大，自然通风欠佳，发热量不容易流失，而且在晚间常以强冷空气沿小山坡下移汇聚之处，再加辐射源制冷，故气温日较差大。而凸起地貌上端因为海拔高度高和周围总面积小的关联,平均气温受土层影响小而关键受周边气体的调整,大白天不容易上升,夜里也不易减少.气温日较差一般 相对于同相对高度的平地上小气温日较差小，平地上则接近彼此之间，峡谷超过高山;高原地区超过平原区：如云贵高原，海拔高度高，空气稀薄，空气质量、水蒸气、残渣相对性较少。大白天，空气对太阳辐射量的消弱功效弱，抵达路面的太阳辐射量大，夜里大气逆辐射弱，因此气温日较差很大;长江中下游地区平原区，地形低平，水域面积大，空气质量、水蒸气、残渣集中化在对流层底端。大白天，空气对太阳辐射量的消弱功效强，夜里大气逆辐射强，因此气温日较差较小。
(4)下垫面特性
因为下垫面的定压比热特点和对太阳辐射量吸收力的不一样，气温日较差也不一样。陆上上气温日较差大于海洋，且距海越来越远，日较差越大。沙子、深棕色土、干松土壤层上的气温日较差各自比黏土、浅灰色土和湿冷密不可分土壤层大，旱田比水稻田大。
(5)气温
大晴天气温日较差超过阴(雨)天的气温日较差，由于大晴天时，大白天太阳辐射量明显，路面提温明显，夜里路面合理辐射源强减温明显。风大天的气温日较差较小。
(6)地形
不管怎样地区，全是离路面越近的，日较差越大，由于空气的立即热原是路面长波辐射。
平均气温的年转变和日转变一样，在一年中月平均温度有一个最大值和一个最低值。就北半球地图而言，中、高纬度中部地区月均值最高温度在7月出現，月均值最低温在1月出現。深海上的平均气温以8月为最大，2月为最少。一年中月平均温度的最大值与最低值之差，称之为气温年较差。