La dinámica espacio-temporal de los servicios ecosistémicos (SE) es esencial para la restauración ecológica y la gestión sostenible en regiones áridas. Aunque los SE han sido estudiados extensamente en paisajes arenosos, la investigación sobre la evaluación multimodal de varios SE sigue siendo limitada. Este estudio evaluó la cuantificación espacio-temporal y los factores impulsores de, y las interrelaciones entre, la Productividad Primaria Neta (PPN), la Calidad del Hábitat (CH), el Almacenamiento de Carbono (C), el Rendimiento de Agua (RA) y la Retención de Suelo (RS) en la Tierra Arenosa de Horqin. Esta evaluación utilizó el modelo InVEST, el modelo CASA, detectores geográficos y análisis de correlación de Spearman. Los resultados indican lo siguiente: (1) Desde 2000 hasta 2024, la transformación del uso del suelo en la Tierra Arenosa de Horqin se caracterizó por una reducción sustancial en las dunas de arena fijas (-1047 km2) y un cambio hacia dunas de arena secas y semi-fluidas, mientras que las dunas de arena semi-fijas y las áreas forestales se expandieron significativamente. (2) La PPN, la CH y la RS mostraron un aumento general con una notable mejora espacial, mientras que el RA experimentó un declive general. Los cambios en cada servicio mostraron una marcada diferenciación tanto en el tiempo como en el espacio. (3) El NDVI, el uso del suelo y la precipitación son los factores dominantes de los diferentes servicios, y el poder explicativo de la interacción entre estos factores es generalmente más fuerte, impulsando conjuntamente el patrón espacial de los servicios ecosistémicos. (4) Las relaciones de colaboración y compensación entre los servicios evolucionan dinámicamente con el tiempo. Entre ellas, la transformación de la compensación a la colaboración entre C y RA es la más prominente, y la distribución espacial de varias relaciones muestra una heterogeneidad regional significativa. Los resultados de la investigación proporcionan una base científica para revelar la restauración ecológica en áreas áridas.