본 연구에서는 2001년 3월부터 2002년 2월까지와 2006년 3월부터 2007년 2월까지 31개 자동기상관측에 의한 지표 근처 기온 자료를 이용하여 서울 지역 도시 열섬의 시ㆍ공간적 구조 분석 및 그 변화의 원인을 분석하였다. 서울의 도시 열섬 구조는 주간 보다는 야간에 더 강하게 나타나고, 특히 여름철에 가장 작게 발달하는 경향을 보였다. 기온 분포의 공간구조 변화 경향은 송파 및 광진구를 중심으로 한 남동 지역에서 크게 확장되었다. 이는 송파 및 광진구 지역 주거 지역 조성의 증가에 기인한 것으로 사료된다. 일 최대 도시 열섬 강도는 주간 보다는 야간에 높게 나타났으며 새벽 시간대에 가장 크게 발달하였다. 그러나 최대 도시 열섬 강도의 빈도는 새벽 시간대보다는 한밤중에 더 빈번하였다. 이는 교외 지역의 기온이 상대적으로 증가한 때문인 것으로 사료된다. 계절에 따른 최대 도시 열섬 강도는 겨울철을 제외하고 감소한 경향을 보였다. 강우량과 강우 일수의 분석을 통해 서울의 도시 열섬 구조는 토지 이용 변화에 따른 인공열 변화의 영향 뿐 아니라 그 해의 기후적 특성에도 많은 영향을 받을 수 있음을 알 수 있었다.