La rápida y descoordinada expansión urbana en clústeres de ciudades oasis áridas intensifica los conflictos por el uso del suelo y la presión ecológica, amenazando la sostenibilidad regional. Este estudio investiga la Aglomeración Urbana en las Laderas Norteñas de las Montañas Tianshan (UANSTM) en Xinjiang, en el noroeste de China, un clúster urbano en una región árida. Se estableció un marco de datos espaciales de múltiples fuentes para delinear las áreas urbanas construidas y construir indicadores de eficiencia en el uso del suelo (EUS), facilitando así un análisis integrado del acoplamiento espacial entre la intensidad de expansión urbana (IEU) y la EUS desde 2000 hasta 2020. Los resultados indican que: (1) El área urbana construida se expandió de 322 km2 a 1096 km2, desplazándose hacia el norte y noroeste, produciendo patrones fragmentados y descentralizados; (2) La EUS mejoró pero mostró claras disparidades espaciales. Ciudades centrales como Urumqi mostraron una fuerte sinergia entre la rápida expansión y el aumento de la eficiencia, mientras que ciudades periféricas como Wusu se expandieron rápidamente sin ganancias de eficiencia correspondientes, reflejando evidentes compensaciones; (3) La relación entre IEU y EUS mostró una evolución no lineal: las compensaciones dominaron durante 2000-2005, la sinergia se fortaleció de 2005 a 2015, y las compensaciones resurgieron nuevamente después de 2015. Estos hallazgos revelan la vulnerabilidad cíclica de la urbanización en regiones áridas y destacan la efectividad del marco propuesto para diagnosticar desajustes espaciales y guiar un desarrollo urbano compacto y orientado a la eficiencia hacia la sostenibilidad a largo plazo.