以大运河文化带中1 809处国家重点文物保护单位（简称“国保单位”）为研究对象，基于历史地理视角构建地理空间分布统计理论框架，综合运用最邻近指数、核密度、标准差椭圆等系统分析各历史阶段下国保单位在空间上的集聚、形态、方向、规模、类型等分异特征，并基于历史地理探究其影响因素。结果表明：（1）国保单位总体上趋于集聚分布，整体呈现“西—北—东南密、中间疏”的分布特征，集聚位置以北京、河北、河南、江苏、浙江为主，不同历史时期空间集聚存在差异；（2）在空间形态上，各历史时期国保单位集聚位置和形态从原始社会至近代以来呈现动态演变趋势，多以历史上都城所在地为扩散中心，空间形态随其变化而变化；（3）在方向特征上，国保单位重心迁移方向均以大运河为中轴对称，迁移轨迹为“西北—东南—东北—东偏南—东北—东南—西北”，方向变化趋于扁平化，重心迁移主要集中在安徽、河南、江苏、山东等4省交界周边区域；（4）在规模特征上，与核密度分析所呈现的集聚分布特征吻合，且以大运河源头的京津至终点浙江杭州的国保单位规模最大；（5）在类型特征上，主要以古建筑为主，各类型国保单位在历史时期具有多样化特征，并伴有一定的连贯性，且基本呈现“西北—东南”的分布特点；（6）在影响因素上，原始社会时期国保单位的空间形成主要受自然地理环境驱动，而后人文地理环境通过制约人类生产生活活动进而影响国保单位在空间上的形态与类型，政治因素多占主导地位。