La rápida urbanización ha llevado a un aumento significativo en las emisiones de carbono por uso de suelo (LCE), ejerciendo una gran presión sobre la seguridad ecológica. La relación de acoplamiento entre LCE y el índice de seguridad ecológica (ESI) es clave para el desarrollo sostenible. Basándose en el cambio de uso/cobertura del suelo (LUCC) y los datos del Inventario de Datos Abiertos para el Dióxido de Carbono Antropogénico (ODIAC), se estimó el LCE de las Ciudades Fronterizas de Jilin (JLBCs) desde 2013 hasta 2023. Se seleccionaron veintisiete indicadores tanto de aspectos naturales como socioeconómicos para evaluar el ESI utilizando el modelo de Fuerzas impulsoras-Presión-Estado-Impacto-Respuesta-Gestión (DPSIRM). La interacción espacial entre LCE y ESI se analizó utilizando el modelo de grado de acoplamiento y la autocorrelación espacial. Los resultados muestran que de 2013 a 2023, las principales áreas de LCE en las JLBCs se concentraron en los distritos urbanos centrales, mientras que el LCE total se mantuvo negativo pero mostró una clara tendencia ascendente. Los ESI en la ciudad de Tonghua y la ciudad de Baishan han continuado mejorando, pero los de la Prefectura Autónoma de Yanbian han ido deteriorándose gradualmente, con advertencias de seguridad ecológica que se intensifican progresivamente hacia el este. La variación espacial en el grado de acoplamiento LCE-ESI es significativa, exhibiendo predominantemente un bajo acoplamiento con diferencias a través de escalas. Dentro del área de estudio, el grado de acoplamiento muestra una fuerte correlación positiva, revelando patrones de agrupamiento espacial distintos dominados por clústeres bajos y puntos fríos. Los esfuerzos futuros deben centrarse en promover modelos de desarrollo bajo en carbono, fortalecer la protección y restauración, mientras se implementan medidas específicas para mejorar la ecología general de las JLBCs.