在北半球，越往北气温通常越低，冬季南北温差尤为显著。夏季全国普遍高温，但北方昼夜温差较大。这种规律源于太阳辐射角度和大气环流的基本原理。

造成这种气候分布的核心原因是纬度因素。地球表面接收的太阳辐射量随纬度增加而递减，低纬度地区太阳高度角大，单位面积接收能量多；高纬度地区则相反。数据显示，我国冬季北方地区正午太阳高度角比南方低10-20度，白昼时间短2-4小时，这直接导致北方冬季严寒。夏季虽然太阳直射点北移，但北方因白昼时间显著延长（如漠河夏至日昼长可达17小时），使得南北温差缩小至5℃以内。值得注意的是，近年来全球变暖正在改变这一传统模式。2024年我国平均气温达10.9℃，较常年偏高1.01℃，北京等19个省区市气温创1961年以来新高。气候变暖导致植物生长线北移，西伯利亚冻土带夏季蘑菇群落显著增多，葡萄种植北界向北扩展约200公里。同时降水带也呈现北移趋势，1981-2024年数据显示我国降水线平均每年北移1.3公里，但降雨分布不均，华北部分区域反而出现干旱加剧现象。这种变化与北极放大效应有关——北极升温幅度是全球平均的3倍，削弱了经向温度梯度，进而影响大气环流。最新研究还发现，北半球高纬地区甲烷浓度季节振幅减弱21%，这些温室气体进一步加剧了气候系统的复杂性。尽管存在年际波动，但长期观测证实，气候变暖正在重塑传统的"越往北越冷"的简单模式，未来可能需要建立新的区域气候模型来描述这种变化。