西安市平原地区属暖温带半湿润大陆性季风气候，冷暖干湿四季分明。冬季寒冷、风小、多 雾、少雨雪；春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨，伏旱突出，多雷雨大风；秋季凉爽，气温速降，秋淋明显。年平均气温13.0～13.7℃，最 冷1月份平均气温-1.2～0℃，最热7月份平均气温26.3～26.6℃，年极端最低气温-21.2℃（蓝田1991年12月28日），年极端最高气温 43.4℃（长安1966年6月19日）。年降水量522.4～719.5毫米，由北向南递增。七月、九月为两个明显降水高峰月。年日照时数 1646.1～2114.9小时，年主导风向为东北风（西安）。年内主要气象灾害有干旱、暴雨、洪涝、城市内涝、冰雹、大风、沙尘、干热风、大雾、寒潮和 低温冻害。

河流、水资源西安地区自古有“八水绕长安”之美称。市区东有灞河、浐河，南有潏河、滈河， 西有氵皂河、沣河，北有渭河、泾河，此外还有黑河、石川河、涝河、零河等较大河流。其中绝大多数属黄河流域的渭河水系。渭河横贯西安市境内约150公里， 年径流量为25亿立方米。西安地下水储量估算，总计约19.91亿立方米。还另辟有较理想的水源基地。2001年12月，黑河水利枢纽主体工程建成，每年 向西安供水4亿立方米，形成日供水能力120万吨，加上地下水资源，市区日供水能力可达172万吨，基本满足城市生产生活用水。

土壤西安市土壤分布形成南北两个差异明显的区域，北部的渭河平原以黄褐土、褐土为代表，南部的秦岭山地以黄棕壤、棕壤为代表。据1980～1986年土壤普查，全市有12个土类，24个土壤亚类，50个土属，181个土种。土壤类型的复杂多样，为区内农作物的多品种组合提供了有利条件。

动植物西安的自然植被未遭受第四纪大陆冰川直接侵袭，尚保留若干第三纪古老的孑遗植物，如 银杏、水青树、连香、马甲子等。秦岭山地从高海拔向低海拔垂直分布有高山灌丛草甸、针叶林、针阔叶混交林和落叶阔叶林等自然植被类型。自然植被中野生植物 资源丰富，计有野生植物138科、681属、2224种，为中国种子植物的重要“基因库”之一。渭河平原主要为大田农作物、蔬菜、果园和城市绿化等栽培植 物类型。野生动物资源主要分布在秦岭山地，有兽类55种，鸟类177种，包括有大熊猫、金丝猴、扭角羚秦岭亚种、鬣羚、大鲵、黑鹳、白冠长尾雉、血雉、金 鸡等珍稀动物。为保护自然生态系统和珍稀动植物资源，境内已建立3个国家级自然保护区。

矿产资源西安境内地层发育复杂，构造类型多样，为各种矿产资源的形成提供了有利条件。已发现的矿产资源共47种，其中金属矿产21种，非金属矿产22种，能源矿产 2种，其他矿产2种。大部分金属和非金属矿产分布在南部秦岭山区。秦岭以北平原地区具有良好的储存地热水的地质条件，仅城区可以开发的地热面积约780平 方公里，地下热水可采储量约为5.39亿立方米。