Las islas de calor urbanas han atraído una atención significativa debido a su posible impacto en la vida humana. Estudios previos sobre las islas de calor urbanas se han centrado en caracterizar las variaciones temporales y espaciales durante períodos más largos. En este estudio, investigamos la isla de calor urbana (UHI) en Birmingham desde septiembre de 2013 hasta agosto de 2014 utilizando datos de temperatura de superficie del satélite SEVIRI con mayor resolución temporal, junto con datos de la estación meteorológica del Laboratorio de Clima Urbano de Birmingham (BUCL) y la estación meteorológica de la Oficina Meteorológica del Reino Unido. Nuestro objetivo era caracterizar las variaciones diurnas en la intensidad de la isla de calor urbana de superficie (SUHII) y la intensidad de la isla de calor urbana de dosel (CUHII) y explorar su relación bajo la influencia de tres factores (día/noche, estación y velocidad del viento) utilizando análisis de regresión. Nuestros hallazgos revelan que SUHII y CUHII exhiben patrones relativamente estables por la noche, pero varían significativamente durante el día con tendencias diurnas opuestas. Además, SUHII y CUHII fueron más variables en primavera y verano, pero menos variables en invierno. Durante la noche, SUHII representa a CUHII con alta confianza, especialmente durante la primavera y el verano, pero menos durante la temporada fría. Además, SUHII representa a CUHII con mayor confianza en condiciones de bajo viento. Este estudio profundiza nuestra comprensión de la dinámica diurna de las islas de calor urbanas y la influencia de las condiciones atmosféricas en la relación entre las islas de calor de superficie y de dosel en áreas urbanas. Los resultados de este estudio pueden ser utilizados para estudios de islas de calor en ciudades que carecen de redes de observación de alta precisión y para guiar el desarrollo urbano sostenible.