关中平原至陕北黄土高原海拔渐次升高，大气污染物分布、排放源和下垫面特征均有较大变化。利用陕西省由南至北西安、延安、榆林三市环境空气质量监测数据和气象观测数据及NCEP再分析产品，对2018年春末夏初（5月下旬至6月初）连续两次臭氧（O3）污染过程开展研究。结果表明：三市O3质量浓度（用C(O3)表示）皆呈昼高夜低的日变化特征；三市日均C(O3)表现出随海拔高度升高而增加的现象，即榆林最高，延安次之，西安最低，较高海拔的黄土高原高背景O3可能是榆林、延安C(O3)较高的重要原因。两次O3污染发生在大气环流由春季型向夏季型过渡阶段，陕西处于500 hPa暖性高脊、850 hPa偏南风主导、地面静稳晴热的天气形势下，有利于光化学O3生成以及大气低层O3区域输送，其中西安的光化学生成对其日间C(O3)升高作用最明显。三市温度和C(O3)呈正相关，相同温度下，榆林的C(O3)最高；西安日间C(O3)与日照时数的相关关系明显好于其他二市；在低风速下，三城市C(O3)和风速呈正相关，而风速过大时，与C(O3)呈反相关；C(O3)与风速正负相关转折的风速阈值榆林最大、西安最小。这些气象因子与C(O3)的关系都指向高海拔地区的高背景O3可能是陕西不同海拔高度日均C(O3)差异的原因。结合浓度风向及气团后向轨迹分析发现，偏东南风作用下可发生O3的区域输送。