Gdy miasta położone są nad dużymi zbiornikami wodnymi, których powierzchnia jest znacznie większa od powierzchni miasta, można mówić o wpływie tych zbiorników na klimat miasta. Wpływ ten jest tak silny w przypadku miasta, że stanowi ono jeden z głównych elementów klimatycznych. Na naszej szerokości geograficznej morze oddaje ciepło nagromadzone latem i nie pozwala na spadek średniej miesięcznej temperatury grudnia poniżej 0°. Miasta położone głęboko w lądzie mają średnią temperaturę poniżej zera; im głębiej w kontynent, tym temperatura jest niższa. W maju jest odwrotnie – morze, schłodzone po zimie, pobiera ciepło z powietrza i obniża swoją temperaturę.
Znaczne zmiany ciśnienia atmosferycznego, a także wysoka wilgotność powietrza są biologicznie szkodliwe. Morze powoduje intensywniejszy ruch powietrza (wiatry, bryzy), słabsze wahania temperatury, późną wiosnę, niższe ciepło, dłuższą jesień i łagodniejszą zimę; powoduje, że powietrze jest znacznie czystsze i zawiera więcej jodu.
Jeziora w mniejszym stopniu wpływają na klimat miasta, ale decydujące są ich rozmiary, głębokość, ukształtowanie brzegu i charakter (piasek, bagno, łąka, las). Największe polskie jeziora mają powierzchnię około 75-106 km2, a przeciętne około 20-30 km2. Duże jeziora niewątpliwie łagodzą ekstremalne temperatury (do momentu zamarznięcia); zasięg ich oddziaływania jest większy, jeśli na brzegu nie ma gęstego lasu lub parku. Jeziora zwiększają prędkość wiatru i powodują wznoszenie się bryzy ze względu na różnicę temperatur na powierzchni jeziora i lądu, która może wynosić nawet kilka lub więcej stopni. Układ temperatur zmienia się oczywiście w ciągu dnia (szczególnie przy silnym nasłonecznieniu) i w nocy; w konsekwencji zmienia się kierunek bryzy (zawsze w stronę środowiska o wyższej temperaturze). Na końcu zasięgu bryzy wznoszą się pionowe prądy, które powodują ochładzanie i samooczyszczanie się powietrza.
Warstwa przyziemna przy dużej rzece jest silnie ogrzewana przez wodę. Zjawisko to występuje najsilniej późnym latem, ale głównie jesienią i zimą, co zmniejsza niebezpieczeństwo przymrozków w pobliżu rzeki. Wpływ ocieplający rzeki nie sięga zbyt daleko; w odległości 200 m od brzegu stwierdzono wysokie ujemne gradienty pionowe, co świadczy o występowaniu inwersji termicznej w tym obszarze. W okresach suszy i bardzo słabych wiatrów, szczególnie jesienią, nad rzeką mogą unosić się mgły. W jasne letnie dni stwierdzono dość wysokie wartości wilgotności względnej na terenach bagiennych.
Miasta położone nad małymi jeziorami lub te, które mają na swoim terenie stawy lub małe rzeki, podlegają wpływowi otwartych wód tylko w niewielkim stopniu. Jezioro, zwłaszcza duże i głębokie, magazynuje ciepło i łagodzi ekstremalne temperatury dzienne dzięki wymianie ciepła między wodą a powietrzem. Duża masa głębokiej wody ma dużą pojemność cieplną. Płytkie jezioro lub staw szybko nagrzewa się, dzięki promieniom słonecznym, aż do dna; jednak również szybko oddaje całe ciepło, ale połowa tego ciepła jest pochłaniana przez parowanie. Największe zmiany temperatury powierzchni wody zachodzą więc w ciągu dnia, gdy działa słońce. Wybrzeże zachodnie jest lepiej oświetlone promieniami odbitymi głównie rano, a wschodnie po południu. Jeziora położone w głębokich zagłębieniach tracą światło wschodzącego lub zachodzącego Słońca (momenty, w których jest najwięcej odbitych promieni). Jeziora działają chłodząco wiosną, a ocieplająco jesienią. Po zamarznięciu, a zwłaszcza po pokryciu warstwą śniegu, różnice termiczne lądu i jeziora zanikają. Wyłaniają się one silniej w nocy, gdy zimniejsze powietrze znad lądu (różnica kilku stopni Celsjusza) kieruje się w stronę jeziora. Słabszy, ale bardzo znaczący ruch występuje w przeciwnym kierunku w ciągu dnia. Ruchy te są szczególnie ważne latem, w rozgrzanym starym mieście, pełnym aerozolu. Nawet słabe turbulencje, a zwłaszcza prądy pionowe, odgrywają istotną rolę w oczyszczaniu i chłodzeniu powietrza. Dlatego tak ważna jest lokalizacja centrum miasta nad jeziorem lub rzeką, ewentualnie tworzenie sztucznych zbiorników wodnych (zwiększone turbulencje, wilgotność, prądy pionowe, samooczyszczanie).
