Les variations diurnes de température sont les plus importantes très près de la surface de la Terre.
Les régions désertiques élevées ont généralement les plus grandes variations diurnes de température, tandis que les zones humides de basse altitude ont généralement les plus faibles. Cela explique pourquoi une région comme la plaine de la rivière Snake peut avoir des températures élevées de 38 °C (100 °F) pendant une journée d’été, puis des températures basses de 5-10 °C (41-50 °F). Dans le même temps, Washington D.C., qui est beaucoup plus humide, a des variations de température de seulement 8 °C (14 °F) ; la ville urbaine de Hong Kong a une amplitude thermique diurne d’un peu plus de 4 °C (7,2 °F).
Alors que le National Park Service a affirmé que le record mondial sur une seule journée est une variation de 102 °F (56.7 °C) (de 46 °F ou 7,8 °C à -56 °F ou -48,9 °C) à Browning, dans le Montana, en 1916, le Département de la qualité environnementale du Montana a affirmé que Loma, dans le Montana, avait également connu une variation de 102 °F (56,7 °C) (de -54 °F ou -47,8 °C à 48 °F ou 8,9 °C) en 1972. Ces deux variations extrêmes de la température quotidienne étaient le résultat de changements brusques de la masse d’air en une seule journée. L’événement de 1916 était une chute de température extrême, résultant de l’air glacial de l’Arctique canadien envahissant le nord du Montana, déplaçant une masse d’air beaucoup plus chaude. L’événement de 1972 était un événement chinook, où l’air de l’océan Pacifique a surmonté les chaînes de montagnes à l’ouest, et s’est réchauffé de façon spectaculaire dans sa descente vers le Montana, déplaçant l’air arctique glacial et provoquant une hausse drastique de la température.
En l’absence de tels changements extrêmes de la masse d’air, les variations diurnes de température varient généralement de 10 degrés ou moins dans les zones humides et tropicales, à 40-50 degrés dans les zones arides à semi-arides de plus haute altitude, comme certaines parties des régions du plateau intermontagneux des États de l’Ouest américain, par exemple Elko, Nevada, Ashton, Idaho et Burns, Oregon. Plus l’humidité est élevée, plus la variation diurne de la température est faible.