西安屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，四季分明，氣候溫和，雨量適中。春季溫暖、幹燥、多風；夏季炎熱多雨，多雷雨大風天氣；秋季涼爽，氣溫速降，秋淋明顯；冬季寒冷，多霧、少雨雪。
西安市位於黃河流域中部關中盆地，東經107°40′—109°49′和北緯33°42′—34°45′之間。東以零河和灞源山地為界，與渭南市、商洛市商州區、洛南縣相接；西以太白山地及青化黃土臺塬為界，與眉縣、太白縣接壤。
南至北秦嶺主脊，與佛坪縣、寧陜縣、柞水縣分界；北至渭河，東北跨渭河，與鹹陽市區、楊淩區和三原、涇陽、興平、武功、扶風、富平等縣（市）相鄰。轄境東西長204千米，南北寬116千米。總面積10108平方千米，其中市區面積3582平方千米。
地形地貌
西安市的地質構造兼跨秦嶺地槽褶皺帶和華北地臺兩大單元。距今約1.3億年前燕山運動時期產生橫跨境內的秦嶺北麓大斷裂，自距今約300萬年前第三紀晚期以來，大斷裂以南秦嶺地槽褶皺帶新構造運動極為活躍，山體北仰南俯劇烈降升，造就秦嶺山脈。
與此同時，大斷裂以北屬於華北地臺的渭河斷陷繼續沈降，在風積黃土覆蓋和渭河沖積的***同作用下形成渭河平原。西安市境內海拔高度差異懸殊位居全國各城市之冠。巍峨峻峭、群峰競秀的秦嶺山地與坦蕩舒展、平疇沃野的渭河平原界線分明，構成西安市的地貌主體。
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