Como una región crítica para la construcción ecológica en China, la parte superior del río Amarillo todavía carece de investigación sobre el retraso temporal y los efectos acumulativos de la sequía a escala regional en el crecimiento de la vegetación. Por lo tanto, basado en la productividad primaria neta (NPP) estimada por el modelo CASA (Carnegie-Ames-Stanford mejorado) y el SPEI a múltiples escalas temporales, se emplearon análisis de tendencias, pruebas de significancia y análisis de correlación parcial para explorar los patrones espaciales y temporales de NPP y evaluar cuantitativamente su respuesta a la sequía. Los resultados mostraron que (1) De 2001 a 2022, el NPP fue más alto en el sur y más bajo en el norte, disminuyendo de suroeste a noreste, y el NPP anual estaba aumentando en el 87.9% de las regiones. El NPP en primavera, verano y otoño ha mejorado significativamente. (2) En términos de distribución interanual y espacial, excepto en primavera e invierno, el anual, verano y otoño mostraron una tendencia insignificante de humidificación. (3) Los efectos de retraso y acumulativos de la sequía sobre la vegetación en la mayoría de las áreas están correlacionados positivamente. Aproximadamente el 82.58% del NPP en la temporada de crecimiento tiene un efecto de retraso temporal con la sequía, que se centra principalmente en 1-2 meses. El tiempo de retraso promedio fue de 3.6 meses, lo que indica que el NPP tuvo la correlación más fuerte con el índice de sequía meteorológica de los 3.6 meses anteriores. En cuanto al efecto acumulativo, aproximadamente el 66.14% del NPP tuvo un efecto acumulativo sobre la sequía, y las escalas de tiempo acumulativas fueron principalmente marzo, abril, noviembre y diciembre. Con el empeoramiento de las condiciones de sequía, el efecto de la sequía sobre el NPP se intensifica. Estos hallazgos mejoran la comprensión de las consecuencias a largo plazo de la sequía en los ecosistemas terrestres y proporcionan una base para el desarrollo de estrategias de mitigación y adaptación destinadas a aliviar los efectos adversos de la sequía en la agricultura y los ecosistemas.