El ecotono agro-pastoral del norte de China (APENC), una zona típicamente semiárida y ecológicamente vulnerable, ha experimentado cambios considerables en la calidad ecoambiental (EEQ) durante las últimas dos décadas bajo las presiones combinadas del cambio climático y las actividades humanas. Sin embargo, la comprensión sistemática de la evolución espaciotemporal y los mecanismos impulsores de la EEQ en esta región sigue siendo limitada. Basado en datos de teledetección de múltiples fuentes desde 2000 hasta 2020, este estudio construyó un índice de evaluación de calidad ecológica (EQAI) utilizando análisis de componentes principales (PCA) e identificó cuantitativamente los factores impulsores a través de modelado de detectores geográficos. Los resultados revelan una mejora consistente en la EEQ durante el período de estudio, caracterizada por una marcada expansión de áreas de mayor calidad y una contracción de zonas degradadas, aunque la heterogeneidad espacial sigue siendo evidente. Los análisis de autocorrelación espacial global y local (I de Moran) confirmaron un patrón de agrupamiento distinto, con clústeres de bajo valor persistentes en el noroeste y clústeres de alto valor en el sureste y el norte. Notablemente, la mejora más pronunciada de la EEQ ocurrió entre 2000 y 2005. En general, el 90.24% de la región mostró una tendencia de mejora, mientras que solo el 9.76% mostró degradación. El análisis del exponente de Hurst indicó además que esta tendencia de mejora probablemente continuará en el futuro en la mayoría de las áreas. La detección de factores identificó a los impulsores meteorológicos (precipitación) como el influenciador más fuerte sobre la EEQ, seguido por el tipo de uso del suelo. Los factores socioeconómicos demostraron un impacto relativamente menor. Estos hallazgos proporcionan una base científica para la formulación de políticas de restauración ecológica y gestión sostenible de la tierra en el APENC y otras regiones de transición ecológicamente frágiles.