В результате Средний Урал оказывается открытым для вторжения холодного арктического воздуха и сильно выхоложенного континентального воздуха Западно-Сибирской равнины; в то же время с юга сюда могут беспрепятственно проникать тёплые воздушные массы Прикаспия и пустынь Средней Азии. Поэтому для Екатеринбурга и характерны резкие колебания температур и формирование погодных аномалий: зимой — от суровых морозов до оттепелей и дождей, летом — от жары выше +35 °C до заморозков. В январе 2002 года в Екатеринбурге наблюдалось уникальное явление — зимняя гроза.
Средняя температура января −13,6 °C. Абсолютный минимум температур равен −46,7 °C (31 декабря 1978 года)
Средняя температура июля +18,5 °C. Абсолютный максимум температур равен +38,8 °C (1 июля 1911 года)
Среднегодовая температура +2,7 °C
Среднегодовая скорость ветра — 3,1 м/с
Среднегодовая влажность воздуха — 71 %
Среднегодовое количество осадков — 508 мм