Questo studio mira a indagare l’effetto della direzione del vento (WD) sulle sensazioni termiche e del vento, riconsiderare i parametri di riferimento WS e proporre modifiche agli indici di temperatura equivalente fisiologica (PET) e di clima termico universale (UTCI) per riflettere gli effetti del WD. Un totale di 1008 interviste sono state condotte all’aperto con concomitanti misurazioni micrometeorologiche a Teheran, in Iran, confrontando gli intervalli preferiti, neutri, neutri e accettabili di UTCI e PET per i soggetti esposti a direzioni di vento sottovento e sopravento. I risultati hanno indicato una deviazione di 4,6 °C nella PET neutra (nPET) e di 4 °C nell’UTCI neutra (nUTCI) tra le direzioni del vento di sopra e di sottovento. Inoltre, i risultati hanno mostrato che i soggetti sottoposti a direzione del vento sottovento hanno rivelato una minore sensibilità alle variazioni di velocità del vento (WS), PET e UTCI, e hanno mostrato temperature neutre e preferite/WS più basse, e si sono sentiti termicamente accettabili in uno spazio più ampio. I risultati hanno anche rivelato che condurre le indagini trascurando gli effetti del WD può portare a una completa incomprensione del clima. Inoltre, i benchmark empirici del WS sono stati determinati usando tecniche regolarmente utilizzate per l’analisi termica. Questi parametri di riferimento sono stati specificati separatamente per le direzioni del vento sopra e sottovento, la cui conoscenza può essere utile nella pianificazione e nella progettazione di ambienti esterni.