As florestas urbanas são essenciais para serviços ecossistêmicos que oferecem, melhoram a qualidade de vida da sociedade, minimizam os efeitos das ilhas de calor urbanas, promovem melhorias na distribuição de chuvas e na qualidade do ar. No entanto, poucos estudos enfatizam a importância das florestas urbanas no microclima de centros urbanos. Desta forma, entender a correlação entre a temperatura do ar em floresta natural, floresta degradada e áreas urbanas é um importante mecanismo para compreender o impacto da antropogênico no microclima. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a influência da Floresta da Tijuca na temperatura do ar e avaliar a mudanças em resposta à degradação florestal. O presente estudo analisou a variabilidade diária da temperatura do ar em oito estações meteorológicas automáticas distribuídas espacialmente na cidade do Rio de Janeiro. A temperatura do ar foi medida em área de floresta natural, floresta degradada e em mais seis bairros da cidade do Rio de Janeiro-RJ. As medições foram realizadas entre os dias 25 de abril de 2016 à 20 de fevereiro de 2017, com intervalos de medição de 30 minutos, contemplado análises para os períodos de outono, inverno, primavera e verão. Os dados de temperatura do ar foram submetidos ao teste t de Student, para verificar se há diferença entre as médias, e ao teste F de Fisher para compará-las. O teste Kolmogorov-Smirnov também foi utilizado para analisar a distribuição térmica e a análise de correlação de Pearson para quantificar o grau de associação entre a temperatura do ar medida em floresta natural, degradada e na cidade, adotando significância estatística de α = 0,05. Os resultados revelaram que a variação da temperatura do ar na floresta natural foi estatisticamente diferente entre todos os bairros estudados na cidade do Rio de Janeiro. A temperatura do ar em floresta natural apresentou em média 4,1º C abaixo dos bairros da zona oeste e zona norte. O teste t para Guaratiba e para floresta natural mostrou diferença estatística em todas as temperaturas médias entre todas as estações, enquanto as estações da cidade revelaram um resultado diferente para cada estação do ano. As variâncias foram iguais para as estações com amplitudes térmicas semelhantes. A aplicação do teste Kolmogorov-Smirnov, apoiou a hipótese alternativa de diferença nas distribuições de temperatura de acordo com as estações anuais e com os bairros. As maiores amplitudes térmicas foram registradas nos bairros de Guaratiba, Santa Cruz e Alto da Boa Vista. Os registros de temperatura máxima ocorreram entre 12h e 16h, variando de bairro para bairro. A temperatura máxima de 40 °C para o verão foi registrada em Guaratiba. As temperaturas mínimas foram registradas antes do amanhecer, com as temperaturas mais baixas de 12,3 °C e 14 °C obtidas para floresta natural e Alto da Boa Vista, respectivamente. O local com a floresta natural e a estação de Guaratiba apresentaram a menor correlação de todo o estudo, enquanto a maior correlação foi obtida para as estações Jardim Botânico e Alto da Boa Vista. Esta pesquisa mostrou que a presença de vegetação em áreas urbanas tem uma relação importante com as características do microclima na cidade do Rio de Janeiro, e sua degradação sugere mudanças significativas na variabilidade da temperatura do ar para a cidade.