八王子市を訪れた人が肌で感じる「都心との寒暖差」は、単なる体感のズレではありません。気象庁のアメダス観測データおよびウェザーニュースの独自観測ネットワークが示す数値を見ても、冬季の早朝や夜間において八王子と都心（大手町）の気温差が3℃〜5℃以上に達することは日常茶飯事です。
この顕著な気温差をもたらす主因は、主に以下の3点に集約されます。
第一に、「標高と盆地状の地形」です。東京湾に面した都心部の標高が数メートルから数十メートル程度であるのに対し、八王子駅周辺の標高は約110m、西部の高尾地区では約200mに達します。標高が100m上がるごとに気温は約0.6℃低下する性質（気温減率）に加え、西側に関東山地（秩父山地・丹沢山地）を背負うすり鉢状の盆地地形が、冷たい空気を底に溜め込む「冷気湖」を形成します。
第二に、「都市被覆（ヒートアイランド現象）の有無」です。高層ビル群やアスファルトが昼間の熱を蓄熱し、夜間も気温が下がりにくい23区内に対し、八王子市は緑地や山林が多く、夜間に地面から熱が急速に奪われる「放射冷却現象」が極めて強く作用します。冬場の晴れた夜、八王子の最低気温が氷点下まで一気に冷え込むのはこのためです。
第三に、降雪時に決定打となる「冷気引き込み現象（Cold Air Damming）」です。南岸低気圧が八丈島付近を通過する際、反時計回りの風の流れに乗って関東北部・内陸部の冷たい空気が北風として武蔵野台地から多摩地域へと引き込まれます。海からの比較的暖かい南風が入り込みやすい23区東部が「雨」にとどまる一方で、冷気が滞留し続ける八王子では気温が0℃付近まで下がり、「大雪」へと変化する境界線が生じるのです。
