Geografie en klimaat van Xi'an
Xi'an ligt in het centrale deel van het Guanzhong-bekken in de vallei van de Gele Rivier en wordt in het noorden geflankeerd door de Wei-rivier en in het zuiden door het Qinling-gebergte. De stad wordt in het oosten begrensd door de rivier de Ling en het Ba-gebergte en is verbonden met het district Hua in de stad Weinan, het district Shangzhou in de stad Shangluo en het district Luonan. In het westen wordt het begrensd door het Taibai-gebergte en het Qinghua Loess Plateau, grenzend aan de districten Meixian en Taibai. Xi'an strekt zich uit over ongeveer 204 kilometer van oost naar west en 116 kilometer van noord naar zuid en heeft een totale oppervlakte van 10.108 vierkante kilometer.
Geologisch gezien omvat Xi'an zowel de Qinling tektonische zone als het Noord-Chinese kraton. Ongeveer 130 miljoen jaar geleden, tijdens de Yanshan beweging, werd de Qinling breuk, die zich over de regio uitstrekt, gevormd. Sinds ongeveer 3 miljoen jaar geleden, in het late Tertiair, heeft het zuidelijke deel van de Qinling breuk, behorend tot de Qinling tektonische zone, krachtige nieuwe tektonische bewegingen doorgemaakt, wat resulteerde in intense hoogteveranderingen en de vorming van het Qinling gebergte.. Ondertussen ligt ten noorden van de breuk het stroomgebied van de Wei rivier, onderdeel van het Noord-Chinese kraton, dat bleef dalen. Onder de gecombineerde effecten van door de wind opgeblazen lössafzetting en alluviale werking van de Wei-rivier vormde zich geleidelijk de Wei-riviervlakte. Xi'an heeft het grootste hoogteverschil van alle Chinese steden, met het torenhoge Qinling gebergte in het zuiden en de uitgestrekte Wei riviervlakte in het noorden, die de topografie bepalen. De hoofdkam van het Qinlinggebergte reikt van 2000 tot 2800 meter boven zeeniveau, met de top van de berg Taibaiaan het zuidwestelijke uiteinde, die 3.867 meter hoog is en daarmee de hoogste piek in centraal China. De Wei riviervlakte varieert van 400 tot 700 meter boven de zeespiegel, met het laagste punt van de Wei rivierbedding in het noordoosten op een hoogte van 345 meter. Het stedelijke gebied van Xi'an ligt op het tweede terras van de Wei riviervlakte.
Xi'an heeft een gematigd continentaal moessonklimaat in de subtropische zone, gekenmerkt door vier verschillende seizoenen met koude, droge winters, warme, winderige lentes, hete, regenachtige zomers en koele, regenachtige herfsten. De gemiddelde jaarlijkse temperatuur varieert van 13,0°C tot 13,7°C, met gemiddelde temperaturen in januari van -1,2°C tot 0,0°C en in juli van 26,3°C tot 26,6°C. De geregistreerde extreme minimumtemperatuur was -21,2°C (in Lantian op 28 december 1991), terwijl de geregistreerde extreme maximumtemperatuur 43,4°C was (in Chang'an op 19 juni 1966). De jaarlijkse neerslag varieert van 522,4 tot 719,5 millimeter en neemt toe van noord naar zuid. Juli en september zijn de twee piekmaanden van neerslag. De jaarlijkse zonneschijnduur varieert van 1.646,1 tot 2.114,9 uur.