自1961年以來，西安氣溫顯著上升。2024年，西安氣溫創下歷史新高，成為1961年以來最暖的一年。氣象部門觀測統計顯示，西安氣溫上升的同時，平均年降水量也呈緩慢增多趨勢。21世紀以來，降水量顯著增加，每10年增加17.0毫米，春季降水量增加尤為明顯，每10年增加31.9毫米。

1961年至2024年，西安年平均氣溫顯著上升，升溫速率為0.28℃/10年，略高于陜西省平均水平0.25℃/10年。本世紀以來，升溫速率加快至0.35℃/10年。2011年至2024年是六個十年中最暖的時期，平均氣溫為14.5℃，氣溫距平為0.3℃。

全市各區縣年平均氣溫均顯著上升，其中西安市區升溫速率最大，為0.47℃/10年，高陵次之，為0.42℃/10年，藍田升溫速率最小，為0.16℃/10年。各區縣中，2011年至2024年是最暖的十年，氣溫距平最大為0.7℃（高陵、臨潼）。

盡管全市整體平均氣溫顯著上升，但各區縣變化速率存在差異，偏北區縣升溫速率較大。西安市區升溫速率最大，為0.47℃/10年，其次是高陵0.42℃/10年，周至、鄠邑、臨潼升溫速率在0.30℃/10年左右，藍田、長安升溫速率較小，在0.2℃/10年以下。

四季氣溫變化趨勢方面，除長安夏季平均氣溫呈下降趨勢（0.01℃/10年），其他各區縣各季節平均氣溫均顯著上升，但變化速率有所不同。全市平均春季升溫趨勢最大，為0.50℃/10年，夏季升溫趨勢最小，僅為0.12℃/10年。西安市區春季升溫最快，為0.70℃/10年；除高陵冬季升溫趨勢最小0.32℃/10年外，其他區縣夏季升溫趨勢最小，多數在0.3℃/10年以下。

氣溫上升的同時，西安平均年降水量也呈緩慢增多趨勢，年代際變化特征明顯。21世紀以來，降水量顯著增加，每10年增加17.0毫米，春季降水量增加最為顯著，每10年增加31.9毫米。極端氣候事件的發生頻率和強度也在增加，平均年高溫日數呈增加趨勢，20世紀90年代中期未來尤為顯著；暴雨頻率增加，強度增強，近20年增幅尤為明顯。

1961年至2024年，西安平均年高溫日數呈增加趨勢，增加速率為1.2天/10年，20世紀90年代中期未來增加趨勢尤為顯著。1997年高溫日數最多，為58天；1983年高溫日數最少，為2.3天。

平均年暴雨日數也呈上升趨勢，增速平均為0.09天/10年，并表現出較明顯的年代際變化特征。1970年代和1990年代暴雨日數較少，1980年代和2000年代較多。特別是近20年，平均增幅達0.17天/10年。