L'amplitude thermique (diurnal temperature range) est la différence entre la température la plus haute et la plus basse d'une période. L'amplitude quotidienne est grande en climat continental et désertique (15-25 °C) et faible en climat océanique et tropical humide (3-8 °C).
La Meseta espagnole présente des amplitudes diurnes de 15-20 °C en été, tandis que la côte méditerranéenne et atlantique dépasse rarement 8-10 °C. Une grande amplitude indique des ciels dégagés et une faible humidité ; une petite, de la nébulosité ou la proximité de la mer. L'îlot de chaleur urbain réduit l'amplitude en maintenant des minimales plus élevées.