Este trabalho avaliou o albedo (αs) e a temperatura de superfície continental (Tsup) provenientes de sensoriamento remoto, e a temperatura do ar (Tar) medida in situ no intuito de caracterizar a Ilha de Calor Urbana (ICU) na cidade de Londrina (Paraná). Foram utilizados dados de αs e Tsup obtidos do sensor MODIS, e medições in situ de Tar realizadas entre junho e agosto de 2011 por sensores meteorológicos instalados em 13 locais na cidade. Os dados de αs e Tsup foram utilizados para calcular um índice de urbanização (IU) na região e posteriormente comparado com Tar. A análise dos dados de αs e Tsup foi consistente com as medições in situ, evidenciando sua aplicabilidade na avaliação espaço-temporal de fenômenos acoplados continente-atmosfera, tais como a ICU. A mancha urbana da cidade de Londrina apresentou valores de IU compreendido entre 18 e 20, bem maiores que as áreas mais vegetadas (14 - 16). Nesse sentido, o IU demonstrou-se ser uma metodologia útil para representar a evolução espaço-temporal de áreas urbanas, o que pode propiciar uma avaliação detalhada do impacto da mudança de cobertura de solo no clima local e regional. Além disso, os resultados indicam que dados obtidos via satélite podem auxiliar grandemente na quantificação da ICU, quando dados in situ estiverem indisponíveis.