地表温度是陆面过程研究的重要参数之一。基于MOD11A2地表温度数据，结合数字高程模型（DEM）、土地利用类型、气象和归一化植被指数（NDVI）等数据，采用ArcGIS空间分析与数理统计方法，对2002—2021年青海湖流域的年度、季节、月份及昼夜等时间尺度，以及不同土地利用类型、不同海拔高度的地表温度变化特征进行了分析，并利用地理探测器模型对地表温度与环境因子之间的关系进行了研究。结果表明：（1）青海湖流域年均地表温度总体随年份增加呈现上升趋势，平均地表温度为2.20 ℃。空间分布呈现比较规律的由流域东南向西北逐渐下降的特征。青海湖北岸和东岸地表温度上升趋势最显著，呈上升趋势的区域占流域主体。（2）地表温度在不同季节表现为：夏季＞春季＞秋季＞冬季。除春季随年份增加呈下降趋势外，夏季、秋季、冬季均呈逐年上升趋势。（3）月间地表温度表现为规律的先增加后减小，以7月为“对称轴”呈显著相似的变化趋势。（4）不同土地利用类型的地表温度从高到低排序为：耕地＞林地＞灌木＞草地＞荒地＞冰川。（5）年均地表温度与海拔为显著负相关关系（P＜0.05），海拔每升高100 m，年均地表温度下降约0.8 ℃。（6）根据单因子探测结果，环境因子对地表温度的解释力存在差异，其中海拔高度和年均气温对地表温度的解释力较高，而土地利用类型对其解释力最低。在所有因子的交互作用中，年均气温和海拔高度交互，q值的解释力最大（0.90），表明年均气温和海拔高度的耦合与青海湖流域地表温度关系密切。