北京城市热岛效应日趋严重，产生了大量环境问题，并对城市居民健康和社会经济带来许多不利影响。本研究以北京城区为对象，重点研究海淀区的城市热岛效应，以车载气象仪器流动观测方法采集气象数据，结合气象站常规观测数据和不同下垫面梯度观测试验，并配合各项经济、社会、人口等基础资料进行对比分析，具体结论概要如下：(1)选用高灵敏度传感器及自动数据采集系统，集成GPS定位，探索流动观测方法在城市小气候研究中的配套技术规范。该方法及选用仪器对于城市小气候要素具有很高的灵敏度，并能准确定位，在城市环境监测和夏季高温热浪预警工作中能够发挥重要的作用。该方法在春季、夏季的观测结果较为理想；在秋季和冬季误差增大，需进一步研究。 (2)观测试验结果表明：城区气温在夜间比郊区高且区域差异大，相对湿度比郊区低；城区内温湿度特征受到不同下垫面性质和人为活动的综合影响并呈现明显的地域性分布。海淀区在中关村商业区存在一个显著的“热岛”，在颐和园和圆明园之间存在一个相对低温高湿区域，上地信息产业基地也比邻近的郊区温度高。随观测尺度加大，气温变异性也增大，很多迷你热岛出现在人口密集与商业活动频繁的地带。一个值得继续研究的特征是立交桥附近和水体对气温的降温影响作用很明显。 (3)沿中轴线观测得出冬季城市热岛的气温剖面图。纵向的剖面图存在两个“陡崖”(Cliff)，且纵向比横向的热岛强度大，两个方向的郊区气温均受到城市化的影响而偏高。 (4)不同下垫面的观测揭示了温度在6个高度的微观变化特征，0m的温度日变化最大，夏季最高温度可达60℃，0.25m的气温变化次之，0.5～2m之间的空气温差均在1℃以内。草地具有明显的气温调节作用，在夏季日变化比其它下垫面低10℃以上。 (5)通过对标准运动场不同建筑材料场地的对比观测，研究了北京夏季8月中旬的下垫面温度变化特征，分析出适合室外体育运动的时段。 (6)利用多年气象观测数据和社会经济统计数据，分析了北京市城、郊气象要素的差异及其与热岛强度的关系；以及城市化对北京热岛强度的影响；并提出了缓解城市热岛效应的若干措施。