La rápida urbanización en ciudades patrimoniales semiáridas está acelerando las transiciones de uso/cobertura del suelo (LULC), con implicaciones críticas para la regulación climática local, el balance energético superficial y la sostenibilidad ambiental. Este estudio investiga Jaipur, Jodhpur y Udaipur (Rajasthan, India) entre 2018 y 2024 para evaluar la influencia de las dinámicas espaciotemporales de LULC en las métricas urbanas superficiales. Se utilizaron conjuntos de datos satelitales multitemporales para derivar el índice basado en el índice de construcción (IBI), la intensidad de la isla de calor urbano superficial (SUHI), el albedo, el índice de varianza del campo térmico urbano (UTFVI) y el índice de suelo desnudo (BSI). Los resultados revelan una expansión considerable de la construcción, más pronunciada en Udaipur (+26.7%), junto con la pérdida de vegetación (hasta -23.8% en Jaipur) y un progresivo descenso del albedo (pendiente de Sen ~ -0.002 yr-1). Estas transformaciones destacan la reflectividad superficial suprimida y la mayor absorción de calor. Un hallazgo clave y novedoso es la aparición de un efecto de isla de enfriamiento urbano superficial (SUCI) contraintuitivo, donde los núcleos urbanos mostraron enfriamiento diurno y calentamiento nocturno en relación con los alrededores rurales. Esta anomalía se atribuye al rápido calentamiento y la mala retención de calor nocturno de suelos rurales desnudos y escasamente vegetados, en contraste con la inercia térmica y la sombra de las superficies urbanas. Al documentar patrones negativos de SUHI y vincularlos explícitamente a las trayectorias de LULC, este estudio avanza en la comprensión de la dinámica climática urbana en contextos semiáridos. Los hallazgos subrayan la necesidad de una planificación sensible al clima, fortaleciendo los cinturones verdes periurbanos, regulando la expansión impermeable y adoptando materiales de construcción que mejoren el albedo, mientras se protege el patrimonio cultural. Más ampliamente, el estudio contribuye con evidencia empírica de ciudades climáticamente vulnerables pero culturalmente significativas, ofreciendo perspectivas relevantes para la investigación global de SUHI y el desarrollo urbano sostenible.