城市熱島效應（Urban Heat Island Effect）是指城市中心區域的氣溫高於周圍郊區的現象。
這種現象主要是由於城市下墊面（如建築物、瀝青和水泥路面）的物理特性與郊區（如土壤和植被）不同，導致城市區域吸收和儲存的熱量更多。城市中的大量人工發熱、建築物和道路等高蓄熱體以及綠地的減少，都加劇了城市的“高溫化”。城市熱島效應導致城市氣溫比郊區氣溫高，這種溫差在近地面溫度圖上表現爲城區的高溫區域，類似突出海面的島嶼，因此被稱爲城市熱島。
城市熱島效應的主要成因包括人工熱源、水氣影響、空氣污染、綠地減少、人口遷徙等。