La contaminación del aire es un desencadenante importante de enfermedades respiratorias y circulatorias crónicas. Como componente clave de la contaminación del aire, la exposición a material particulado fino (PM2.5) está determinada en gran medida por el tipo de uso del suelo y la densidad de población. Sin embargo, en los estudios existentes sobre la exposición a PM2.5 falta una consideración simultánea de su distribución espaciotemporal. En este artículo, primero evaluamos la evolución dinámica de los patrones de uso del suelo en la provincia de Gansu, China, desde 2000 hasta 2020, utilizando una matriz de transferencia de uso del suelo y un grado dinámico. La exposición ponderada por población (PWE) a PM2.5 se evalúa luego para cada tipo de uso del suelo a niveles provincial, municipal y de condado, con análisis de variaciones estacionales. Finalmente, se realiza un análisis de autocorrelación espacial para explorar la evolución espaciotemporal de la exposición a PM2.5, mientras que los elipses de desviación estándar y los modelos de migración del centro de gravedad destacan las características de distribución espacial y las tendencias cambiantes. Los resultados experimentales mostraron que 2010 fue un punto de inflexión para la exposición anual a PM2.5 a nivel provincial en la provincia de Gansu, con un aumento inicial seguido de una disminución. Las tierras de construcción tuvieron la mayor exposición anual a PM2.5, mientras que el bosque tuvo la menor exposición (excepto en 2005). Los niveles de exposición mostraron un patrón estacional: más altos en invierno y primavera y más bajos en verano y otoño. A niveles municipal y de condado, el sur de Gansu indicó un declive continuo en la exposición anual a PM2.5 en todos los tipos de uso del suelo desde 2000. Los niveles de exposición exhibieron una fuerte correlación positiva espacial, con una convergencia espacial fluctuante. Este estudio analiza de manera integral las diferencias a múltiples escalas y los patrones de evolución espaciotemporal de la exposición a PM2.5 a través de varios tipos de uso del suelo, contribuyendo a proporcionar evidencia científica y apoyo a la toma de decisiones para mitigar la contaminación del aire y mejorar el control coordinado de la contaminación del aire a niveles administrativos de múltiples escalas.