从气象学角度看，秋高气爽的形成与太阳辐射角度变化、大气环流调整密切相关。入秋后，太阳直射点南移，北半球获得的太阳辐射减少，地面温度逐渐降低。同时，蒙古高压势力增强，干冷的下沉气流中纬度地区，使空气中的水汽含量降低，云量减少，从而形成晴朗少云的天气特征。这种气象条件下，白天日照充足但气温不高，夜间散热快，昼夜温差明显，让人感觉空气清新、体感舒适。
在体感层面，"秋高气爽"包含两个核心维度：'高' 指秋季天空的通透感和开阔感，由于空气湿度下降，大气能见度显著提升，使得天空呈现出深邃的湛蓝色，云朵也变得疏朗轻盈；'爽' 则描述人体感受到的凉爽舒适，此时湿度通常维持在40%-60%的理想区间，既夏季的闷热潮湿，也未到冬季的寒冷干燥，风力多为2-3级的微风，形成令人心旷神怡的气候环境。
在中国传统文化中，秋高气爽不仅是气候现象的客观描述，更承载着丰富的文化意涵。《礼记》将秋季与"收"相联系，这种气候条件下，农作物进入成熟期，自然界呈现出色彩斑斓的丰收景象。文人墨客更将其作为创作灵感，陶渊明"采菊东篱下，悠然见南山"的闲适，王维"空山新雨后，天气晚来秋"的清幽，都依托于秋高气爽的气候背景，形成了中国文学中独特的"悲秋"与"赏秋"并存的审美传统。
当代气象数据显示，中国北方地区的秋高气爽现象尤为典型，每年9-10月，华北、西北等地的平均云量不足5成，相对湿度降至55%左右，气温维持在15-22℃，成为全年最宜人的季节。这种独特的气候特征，不仅塑造了北方地区的秋季景观，也深刻影响了人们的生活作息与文化活动，成为刻在中国人基因中的季节记忆。