La rápida urbanización y el cambio climático intensifican el efecto de isla de calor urbano. Este estudio cuantifica el impacto del UHI en la región Pro-Sud de Luxemburgo y explora estrategias de mitigación sostenibles. Se utilizaron mediciones in situ y móviles, proyecciones climáticas regionales de EURO-CORDEX (RCP4.5) y el modelo climático urbano FITNAH-3D, considerando también futuros desarrollos de edificios. Los resultados revelan un efecto UHI significativo, con diferencias sustanciales en los niveles de temperatura y estrés térmico entre áreas urbanas y rurales. Las proyecciones climáticas regionales indican una marcada intensificación del UHI bajo escenarios futuros. Las simulaciones de FITNAH-3D muestran niveles de estrés térmico aumentados, especialmente en áreas densamente construidas, y destacan la importancia de la infraestructura verde en la mitigación de los efectos del UHI. Se proporcionan recomendaciones para medidas climáticas urbanas específicas para unidades espaciales, específicamente para la vegetación, la desimpermeabilización y el diseño y planificación urbana optimizados. Nuestra investigación enfatiza la urgente necesidad de una planificación urbana adaptada, así como estrategias de adaptación y mitigación para mejorar la resiliencia climática urbana y abordar el estrés térmico.