La rápida urbanización en todo el mundo ha alterado significativamente los climas urbanos, creando la necesidad de equilibrar el crecimiento urbano con la calidad ambiental térmica para un desarrollo sostenible. Este estudio examina la relación entre la temperatura de la superficie terrestre (LST) y las características urbanas, centrándose particularmente en cómo la cobertura verde puede mitigar el calor urbano y cómo la contaminación del aire puede aumentar las temperaturas. Reconociendo el valor predictivo de la LST para la intensidad de las islas de calor urbano (UHI), analizamos tres ciudades distintas de EE. UU.: Chicago, San Francisco y Phoenix, cada una caracterizada por características climáticas y de planificación urbana únicas. Este estudio investiga la relación entre los contaminantes atmosféricos (SO, NO, CO, O) y el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) con la temperatura de la superficie terrestre (LST) utilizando análisis de regresión y correlación. El análisis tiene como objetivo esclarecer cómo los cambios en los contaminantes atmosféricos y el NDVI afectan las variaciones en la temperatura de la superficie terrestre. Se emplea el análisis de regresión para estimar los coeficientes de las variables independientes y cuantificar su impacto en la LST. El análisis de correlación evalúa las relaciones lineales entre variables, proporcionando información sobre sus asociaciones por pares. El estudio también examina la multicolinealidad entre las variables independientes para identificar posibles factores de confusión. Los resultados revelan asociaciones significativas entre los contaminantes atmosféricos, el NDVI y la temperatura de la superficie terrestre, contribuyendo a nuestra comprensión de los factores ambientales que influyen en la dinámica de la LST e informando las estrategias de mitigación del cambio climático. Las inconsistencias observadas en las correlaciones entre ciudades destacan la importancia del contexto local en los estudios ambientales. Comprender estas variaciones puede ayudar a desarrollar políticas de planificación urbana personalizadas que consideren las características únicas de cada ciudad para una mayor resiliencia climática. Además, se obtuvo consistentemente una asociación positiva entre los contaminantes y la LST, lo que indica que los niveles de contaminación más altos contribuyen a temperaturas superficiales más altas en diferentes entornos urbanos.