錯綜復雜的農田小氣候常通過農田中不同作物群體結構內輻射、溫度、濕度、風和二氧化碳等農業氣象要素的變化反映其主要特征.在作物生長發育的盛期（如谷類作物的抽穗期）,這種特征的反映往往更為典型.這是因為作物群體結構、農田活動層及其邊界層到這時才得到充分發展,因而由蒸騰作用、光合作用、呼吸作用等生物學過程所引起的作物與土壤、空氣之間的水汽、二氧化碳等物質交換,以及作物層輻射能、熱能的能量轉化等物理學過程,*為旺盛和突出. 

　　光和輻射 太陽光進入農田作物層中,受到莖葉層層削弱,有些被吸收,有些被反射,部分透過第1層葉片,進入第 2層之后又被反射和吸收,部分則經過從莖葉空隙直達地面.作物莖葉對太陽光能進行多次反射和吸收.透射的強弱程度與作物本身的生育狀況和群體結構有關,后者也反過來影響作物的生長發育.

　　在作物生長發育的盛期,不同高度上單位體積內的莖葉表面積數量表現為上層多、下層少；上層莖葉密集,遮擋了大量的直射光透入下層.莖葉對光能的削弱作用,也是上層顯著,下層較差.總輻射、直接輻射和漫射輻射的鉛直分布趨勢基本相似,都是從上往下遞減,并且都在開始時遞減緩慢,通過枝葉密集的作物群體上層時遞減迅速,到了下層遞減速度又減慢.晴天農田各個高度上太陽輻射的日變化基本一致,均為早晚弱而中午強；但是量值變化白天在各個高度上卻存在差異；高度越高光照強度越大,反之則越小. 

　　溫度 農田作物層中的空氣溫度,主要決定于作物群體結構內不同莖葉層透入太陽輻射和湍流交換（影響水汽和熱量輸送）強弱的對比關系.在作物群體密度大的情況下,由于作物群體內輻射被削弱,作物層內白天的空氣溫度與裸地比較相對較低,夜間則相對較高.如作物密度不大,則在其對湍流的削弱作用大于對輻射的削弱作用情況下,作物層中的溫度在夜間就可能相對高些.由于不同作物和不同生育期農田小氣候的物理學和生物學基礎不一,農田上溫度的鉛直分布情況有相當的差異.

　　生長發育初期和后期 在初期,作物莖矮葉小,植株覆蓋面積少且分布稀疏,白天和夜間空氣溫度的鉛直分布幾乎與裸地一樣,即白天呈溫度由地面向上遞減的日射型分布,夜間呈溫度隨高度增加而相應上升的輻射型分布.到作物成熟的生長發育后期,禾谷類作物莖葉枯黃,陽光透達地面,植株蒸騰減弱,農田空氣溫度的鉛直分布又幾乎回復到生長發育初期的狀況.水平闊葉作物（如棉花地）的情況有所不同,白天空氣溫度鉛直分布廓線的*高點并不出現在地面,而是在植株頂部的葉面附近,夜間溫度廓線的*低點卻仍在地面. 

　　生長發育盛期 這一時期,作物封行,枝繁葉茂,形成小氣候的因子變化頻繁,溫度鉛直分布情況也較為復雜,白天和夜間溫度的分布曲線正好相反.在作物莖葉密集層的上部,亦即鄰近外活動面之外,白天獲得太陽輻射熱量較多,而湍流較弱,蒸騰也較小,溫度鉛直廓線上的*高值就出現在這一部位.到了夜間,農田小氣候冷空氣既不能停滯在作物頂部,也不會下沉到作物保護下的地面,而是積聚在作物層中某一高度上.這一高度既是作物層上表面下沉的冷空氣匯集之處,又是株間空氣受作物本身輻射*顯著的地方.其溫度是鉛直廓線上的*低值,其向上、向下的溫度都是遞增的.白天農田內溫度廓線上的*低值大多出現在莖葉密集層內,這是因為這個部位所得到的熱量本來就不如上層多,且大量也消耗在作物蒸騰上,用于提高空氣溫度的熱量相對較少.出現*高值和*低值的部位,一般都有位移現象,即隨著植株高度和密度兩者的增加相應抬升.

　　溫度在水田上的分布情況和旱地有異.這種差別在貼近水面的氣層內,表現得*為明顯.在水田中,白天鉛直分布的特點同旱地一樣,也有一個溫度鉛直分布的*高點處在某高度上.在此高度以上,溫度鉛直分布趨勢同旱地基本相似,也呈日射型分布,但在此高度以下,由于水體蒸發耗熱和對太陽輻射的減弱作用,溫度呈輻射型分布,類似裸地夜間溫度分布情況.夜間,植株上層空氣雖然較冷,而貼近水面的空氣溫度仍較高,溫度鉛直分布的形式恰與白天相反,即下部呈日射型,上部略呈輻射型. 

　　濕度 農田中的空氣濕度狀況主要取決于農田蒸散(即土壤蒸發和植物蒸騰之和)和大氣濕度兩個因素.農田作物層內土壤蒸發和植物蒸騰的水汽,往往因為株間湍流交換的減弱而不易散逸,故與裸地比較農田中的空氣濕度一般相對較高. 

　　**濕度 **濕度鉛直分布情況同溫度近似.在植物蒸騰面不大、土壤或水面蒸發為農田蒸散主要組成部分的情況下,農田中**濕度的鉛直分布,均呈白天隨離地面高度的增加而減少,夜間則隨高度而遞增的趨勢.在作物生長發育的盛期,作物莖葉密集,植物蒸騰在農田蒸散中占主導地位,**濕度的鉛直分布就有變化.鄰近外活動面的部位,在白天是主要蒸騰面,因而中午時分**濕度高；到了夜間,這一部位常有大量的露和霜出現,**濕度就低. 

　　相對濕度 農田中相對濕度的鉛直分布比較復雜,它取決于**濕度和溫度.一般在作物生長發育初期,不論白天和夜間,相對濕度都是隨高度的升高而降低.到生長發育盛期,白天在莖葉密集的外活動面附近,相對濕度*高,地面附近次之；夜間外活動面和內活動面的氣溫都較低,作物層中各高度上的相對濕度都很接近.生長發育后期白天的情況和盛期相近,但夜間由于地面氣溫低,*大相對濕度又出現在這里. 

　　水田中濕度鉛直分布相對比較簡單,不論白天和夜間**濕度都隨高度增加而降低；相對濕度在白天和**濕度的分布一致,夜間則相反. 

　　風 農田中的風速與作物群體結構的植株密度關系很大.由于植株阻擋,摩擦作用使農田中的風速相對較小.從風速的水平分布看,風速由農田邊行向農田中部不斷減弱,*初減弱很快,以后減慢,到達一定距離后不再變化.從鉛直方向看,風速在作物層中莖葉稠密部位受到較大削弱；頂部和下部莖葉**,風速較大；離邊行較遠的地方的作物層下部風速較小.