城市森林可净化空气，维持碳氧平衡。城市森林能杀灭空气中分布的细菌，吸滞烟灰粉尘，稀释、分解、吸收和固定大气中的有毒有害物质，再通过光合作用形成有机物质。绿色植物能扩大空气负氧离子量，城市林带中空气负氧离子的含量是城市房间里的200-400倍。植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，在城市低空范围内从总量上调节和改善城区碳氧平衡状况，缓解或消除局部缺氧、改善局部地区空气质量。

    城市森林可调节和改善城市小气候。城市近自然森林对整个城市的降水、湿度、气温、气流都有一定的影响，能调节城市小气候。城市地区及其下风侧的年降水总量比农村地区偏高5%-15%。其中雷暴雨增加10%-15%；城市年平均相对湿度都比郊区低5%-10%左右。林草能缓和阳光的热辐射，使酷热的天气降温、失燥，给人以舒适的感觉。据测定，夏季乔灌草结构的绿地气温比非绿地低4.8℃。空气湿度可以增加10%-20%。林区同期的3种温度的平均值及年较差都低于市区；四季长度比市区的秋、冬季各长1候，夏季短2候。

    城市森林对近地层大气有补湿功能。林区的年均蒸发量比市区低19%，其中差值以秋季最大（25%），春季最小（16%）；年均降水量则林区略多4%。又以冬季为最多（10%）。1公顷树木增加的空气湿度相当于相同面积水面的10倍。植物通过叶片大量蒸腾水分而消耗城市中的辐射热；以及通过树木枝叶形成的浓荫阻挡太阳的直接辐射热和来自路面、墙面和相邻物体的反射热产生降温增温效益，对缓解城市热岛效应具有重要意义。

    城市森林可减弱噪音。据测定，绿化林带可以吸收声音的26%，绿化的街道比不绿化的可以降低噪声8-10dB。40m宽的林带可以降低噪声10-13dB：高6-7m的立体绿化带平均能降低噪声10-13dB。
城市森林可涵养水源、防风固沙。树木对保持水土有非常显著的功能。据试验，在坡度为30、降雨强度为200m／h的暴雨条件下，当植物的盖度分别为100%、91%、60%和31%时，则土壤的侵蚀而相应分别为0%、11%、49%和100%。lhm2树木可蓄水30万L。

    城市森林可维护生物物种的多样性。城市森林的建设可以提高初级生产者（树木）的产量，保持食物链的平衡，同时为动物、昆虫和鸟类提供了栖息场所，使城市中的生物种类和数量增加，保持生态系统的平衡，维护和增加生物物种的多样性。