Variațiile diurne de temperatură sunt cele mai mari foarte aproape de suprafața Pământului.
Regiunile deșertice înalte au, de obicei, cele mai mari variații diurne de temperatură, în timp ce zonele umede de joasă altitudine au, de obicei, cele mai mici. Acest lucru explică de ce o zonă precum Snake River Plain poate avea temperaturi ridicate de 38 °C (100 °F) în timpul unei zile de vară, iar apoi poate avea temperaturi scăzute de 5-10 °C (41-50 °F). În același timp, Washington D.C., care este mult mai umedă, are variații de temperatură de numai 8 °C (14 °F); Hong Kong-ul urban are o variație de temperatură diurnă de puțin mai mult de 4 °C (7,2 °F).
În timp ce National Park Service a susținut că recordul mondial pentru o singură zi este o variație de 102 °F (56.7 °C) (de la 46 °F sau 7,8 °C la -56 °F sau -48,9 °C) în Browning, Montana, în 1916, Departamentul de Calitate a Mediului din Montana susținea că și în Loma, Montana, s-a înregistrat o variație de 102 °F (56,7 °C) (de la -54 °F sau -47,8 °C la 48 °F sau 8,9 °C) în 1972. Ambele aceste schimbări extreme de temperatură zilnică au fost rezultatul unor schimbări bruște ale masei de aer într-o singură zi. Evenimentul din 1916 a fost o scădere extremă a temperaturii, ca urmare a aerului friguros arctic din Canada care a invadat nordul statului Montana, înlocuind o masă de aer mult mai cald. Evenimentul din 1972 a fost un eveniment de tip chinook, în care aerul provenit din Oceanul Pacific a depășit lanțurile muntoase din vest și s-a încălzit dramatic în timpul coborârii sale în Montana, înlocuind aerul friguros din Arctica și provocând o creștere drastică a temperaturii.
În absența unor astfel de schimbări extreme ale masei de aer, variațiile diurne de temperatură variază de obicei de la 10 sau mai puține grade în zonele tropicale, umede, până la 40-50 de grade în zonele mai înalte, aride sau semi-aride, cum ar fi părți din zonele platoului Intermountain din statele vestice ale SUA, de exemplu Elko, Nevada, Ashton, Idaho și Burns, Oregon. Cu cât umiditatea este mai mare, cu atât variația diurnă a temperaturii este mai mică.
.