La isla de calor urbano se puede medir según varias metodologías. La más clásica consiste en comparar diferentes observatorios, uno de tipo urbano y otro rural. Este método tiene el problema que los observatorios escogidos pueden no ser representativos de la estación más cálida y la más fría, puesto que las estaciones quizás no son representativas del suelo urbano y el suelo rural. El otro método a menudo utilizado es el de trayectos urbanos, esto consiste en hacer diferentes recorridos dentro de la ciudad y por su periferia, con esto se amplía la zona mostrada y se pueden confeccionar mapas térmicos de la isla de calor. El método pero que tiene una mayor precisión espacial es el de detección de la isla de calor superficial a partir de imágenes infrarrojas de satélite. Así analizando las imágenes térmicas diurnas y nocturnas de la ciudad podemos tener un gran muestreo térmico de las diferentes zonas urbanas. Esta metodología no refleja la temperatura del aire sino de las superficies urbanas, de todos modos con algoritmos se puede correlacionar la temperatura superficial y la temperatura atmosférica.
