天文台表示，2021年是香港有記錄以來最暖的一年，年內有11個月較正常溫暖，其中3月、5月及9月的平均氣溫分別錄得破紀錄的22.0度、29.0度及29.7度。全年平均氣溫為24.6度，較1991至2020年正常值高1.1度（或較1981至2010年正常值高1.3度）。全年平均最高氣溫及平均最低氣溫分別為27.5度及22.6度，亦是有記錄以來最高。
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天文台於5月23日錄得的全年最高氣溫達36.1度，是有記錄以來其中一個第三高。全年熱夜數目為61天，而酷熱天氣日數則為54天，兩者均是有記錄以來最高，打破2020年創下的紀錄。
天文台於1月8日錄得全年最低氣溫7.7度。全年寒冷天氣日數為13天，較1991至2020年正常值少2.2天（或較1981至2010年正常值少4.1天）。
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2021年全年雨量為2 307.1毫米，較1991至2020年正常值2 431.2毫米少約百分之5（或較1981至2010年正常值2 398.5毫米少約百分之4）。年內天文台曾發出6次紅色暴雨警告及兩次黑色暴雨警告。全年雷暴日數為41天，較1991至2020年正常值少1天（或較1981至2010年正常值多兩天）。
2021年共有27個熱帶氣旋影響北太平洋西部及南海，較1961至2010年的長期平均約30個為少。全年有10個熱帶氣旋達到颱風或以上強度，低於長期平均的約15個，當中有5個熱帶氣旋達到超強颱風強度。年內天文台須就8個熱帶氣旋發出熱帶氣旋警告信號，多於長期平均的約6個。天文台於10月獅子山和圓規吹襲本港期間，發出8號烈風或暴風信號。
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全球方面，根據世界氣象組織的初步評估，2021年可能是全球有記錄以來第5至第7暖的一年，全球平均海平面達到有記錄以來的新高。2021年各類極端天氣事件繼續在全球多處肆虐，當中包括在北美洲西部、地中海地區和東歐的熱浪；美國中部多處地區、墨西哥北部、亞洲北部和歐洲的極端寒冷天氣；在南美洲亞熱帶地區、北美洲西部、亞洲西南部和馬達加斯加南部的嚴重乾旱；極端降雨引致的嚴重水浸亦影響中國河南省、西歐、澳洲新南威爾士東部、阿富汗、地中海及黑海沿岸地區、南美洲北部、印度、巴基斯坦、孟加拉、尼泊爾和日本西部；以及熱帶氣旋在美國、委內瑞拉、印尼、東帝汶、澳洲、莫桑比克、南非、津巴布韋、斯威士蘭、馬達加斯加、印度、巴基斯坦、阿曼、伊朗和菲律賓帶來嚴重破壞和造成重大傷亡。廣泛的乾旱及高溫天氣亦加劇在美國加州北部、阿爾及利亞、土耳其南部、希臘、西伯利亞和巴西部分地區的山火災害。
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一次短暫拉尼娜現象於2021年1月形成，同年3月結束。赤道太平洋中部及東部水溫於春夏兩季維持正常，但該區水溫於10月再次低於正常，並持續至年底，顯示另一次拉尼娜現象正在發展。
