Der Temperaturunterschied zwischen Stadt und Umland kann bis zu 8 °C betragen. Im Großteil des Braunschweiger Stadtgebietes (72 %) liegt der Temperaturunterschied bei 3 bis 5 Grad. Circa ein Viertel des Stadtgebietes weist eine Erwärmung gegenüber dem Umland von über 5 Grad auf. Tendenziell sind Zentrums- und Blockbebauung stärker von einer Überwärmung betroffen als aufgelockerte Areale mit Einzel- und Reihenhausbebauung.

Der Anstieg der Temperatur durch den Klimawandel führt dazu, dass der Wärmeinseleffekt noch verstärkt wird. Besonders im Sommer führt das dazu, dass die Temperatur nachts häufig nicht unter 20 °C fällt (sogenannte Tropennacht). Die ist eine hohe bioklimatische Belastung für den Körper, da sich dieser nicht von der Hitze des Tages erholen kann. Vor allem in den Monaten Juni bis August treten Tropennächte in Braunschweig vermehrt auf.

Grünflächen wie Parks, Wälder und Äcker sind nachts deutlich kühler als das aufgeheizte Stadtgebiet. Sie sind sogenannte Ausgleichsflächen. Die Luft, die sich über den Ausgleichflächen abkühlt, kann in das Stadtgebiet strömen und auch dort für Abkühlung sorgen. Kaltluftströme entstehen vor allem in austauscharmen, bewölkungsarmen Sommernächten. Sie können die bioklimatische Situation stark verbessern. 

In Braunschweig gibt es insgesamt 13 Kaltluftleitbahnen bzw. Kaltluftleitbahnbereiche. Einige Beispiele sind die Kaltluftströme entlang der südlichen und nördlichen Okeraue sowie großen Parkarealen wie dem Nußberg und dem Bürgerpark. Die Kaltluftleitbahnen werden in der Planungshinweiskarte der Nachtsituation dargestellt. Diese wurde im Zuge der Stadtklimaanalyse 2018 erstellt (siehe auch Abschnitt weiter unten).

Auch tagsüber ist Abkühlung von Bedeutung, vor allem an heißen Sommertagen. Welche Orte sich zur Abkühlung eignen, können zum einen der Planhinweiskarte der Tagessituation entnommen werden. Geeignet sind vor allem Grün- und Parkflächen, deren Bäume Schatten spenden. Hier ist die Aufenthaltsqualität deutlich höher als in dicht bebauten Gegenden.