拉薩市區地處海拔3650米的河谷沖積平原,是世界上海拔最高的城市之一。就地勢來說,拉薩市地處喜馬拉雅山北側,地勢由東向西傾斜,受下沉氣流的影響,全年多晴朗天氣,降雨稀少,冬無嚴寒,夏無酷暑。氣候屬高原溫帶半干旱季風氣候區。
由于海拔較高,拉薩大氣密度僅相當于海平面的60%,氧氣較少。紫外線輻射強,日照時間長,每年的日照時數在3000小時以上,故有“日光城”之稱。
就氣溫而言,拉薩的平均氣溫較低,為7.7℃。日溫差大,年內最大溫差32.6℃。6月平均氣溫為15.7℃,平均最高氣溫為22.9℃,是一年中溫度最高的月份,1月平均氣溫為-2℃,平均最低氣溫-9.7℃,是一年中溫度最低的月份。多年極端最高溫度為30.4℃,極端最低氣溫-16.5℃,分別出現在6月和1月。拉薩夏季無高溫,是夏季的避署勝地。

就降水而言,拉薩年均降雨量435毫米,各月降水變率很大,95%以上降水集中在每年的5~9月。10月至次年4月降水稀少。每年的5~9月也被稱作拉薩的雨季。而雨季的降水,在拉薩有一個奇特的現象,每天中午12時至下午3時,幾乎不下雨。從但傍晚開始,云層開始聚集,很快就有降水出現。午夜2時前后,電閃雷鳴,雷電冰雹交加,夜雨量達到最高。待到東方發白,雨聲淅瀝,雨勢逐漸轉小。早晨即云開雨歇,一片清涼。中午前后,碧空萬里,驕陽似火。到傍晚,隨著夕陽西下,密云又起,夜雨過程重演,周而復始。拉薩這種多夜雨的現象,很受老百姓和游客的歡迎,晚上的降水增加了水汽,而白天的好天氣有利出行。
拉薩夜雨的形成,除受大范圍天氣形勢影響外,主要受局部地形條件影響所致。白天山坡太陽輻射,受熱面積大,增溫快,形成低氣壓區,河谷受熱面積小,增溫較慢,形成高氣壓區,氣流從谷地上升形成谷風,在天空形成一朵朵頂部凸起、底部平坦、形如饅頭的積云。但是,白天太陽輻射強烈,云層中的小水滴容易吸熱蒸發消散,所以云層變薄,乃至天空少云或晴空萬呈。而太陽落山時,地面迅速降溫,山坡冷卻很快,冷空氣下沉并抬升谷地暖濕空氣,增加了大氣層的擾動,為降雨提供了條件。加上夜晚云頂冷卻,下層暖,對流加強,云層內不穩定性加大,有利于水汽飽和凝結,最后就形成了夜雨。
專家研究表明,從拉薩市氣象站1980~2003年間的風況逐日觀測數據來看,拉薩的月平均風速3月最大,為2.44米/秒:8月最小,僅為1.56米/秒。風向以西南偏西為主。拉薩市的多年平均大風日數34.8天/年,最大風力達32.3米/秒,風向基本為西南偏西。大風主要集中于2~6月,占全年大風日數的69.5%。其中3月最多,達5.8天;8月最少,僅有0.8天。風沙天氣也主要發生在冬春季節(2~5月),起沙風以偏西風為主。
拉薩氣象站始建于上世紀50年代,到現在已經獲取了50多年的氣象資料,而在這50多年時間里,隨著全球變暖的大趨勢,拉薩的氣候也發生了一定的變化。隨著城市建設,熱島效應等現象也比以前有一定的加劇。
就拉薩50多年來的平均氣溫來看,有升有降,但總的趨勢而言,呈略微上升的態勢。最高氣溫在2009年首次突破30℃,創造了30.4℃的目前最高氣溫紀錄。與此對應的現象是,最近10多年中,年最低氣溫的溫度相較以前也有所升高。