La cuenca del río Amarillo (YRB), una ecorregión clave en China, ha estado plagada durante mucho tiempo de una serie de problemas ecológicos, incluyendo la pérdida de agua, la erosión del suelo y la degradación ecológica. A pesar de los informes previos sobre el medio ambiente ecológico de YRB, los estudios sistemáticos sobre el mecanismo de conducción multifactorial y el acoplamiento entre los sistemas ecológicos e hidrológicos siguen siendo escasos. En este estudio, con imágenes de teledetección de múltiples fuentes y datos hidrológicos medidos, se emplearon el modelo de bosque aleatorio (RF) y la técnica del detector geográfico (GD) para cuantificar los cambios dinámicos espaciotemporales en el medio ambiente ecológico de YRB entre 2000 y 2024 e identificar los factores impulsores. Las variables analizadas en este estudio incluyeron la productividad primaria bruta (GPP), la cobertura vegetal fraccionada (FVC), el cambio en el uso y la cobertura del suelo (LUCC), estadísticas meteorológicas, así como datos de escorrentía y sedimentos medidos en estaciones hidrológicas en YRB. Los principales hallazgos son los siguientes: primero, el GPP y el FVC aumentaron significativamente en un 37.9% y un 18.0%, respectivamente, en YRB entre 2000 y 2024; segundo, el LUCC fue el principal impulsor de los cambios espaciotemporales en el medio ambiente ecológico de YRB; tercero, la precipitación y la escorrentía contribuyeron positivamente al crecimiento de la vegetación, mientras que el sedimento desempeñó un papel contrario, y la respuesta de las variables ecológicas a los procesos hidrológicos mostró un retraso de 1-2 años. Se espera que este estudio proporcione conocimientos científicos sobre la conservación ecológica y la gestión de recursos hídricos en YRB, y ofrezca una base para la toma de decisiones en el diseño de políticas de sostenibilidad e iniciativas de restauración ecológica.