El ecosistema de estepa desértica en las laderas del norte de las montañas Yinshan (NFYS) se caracteriza por su fragilidad y su alta sensibilidad al cambio climático global. Comprender la respuesta y los efectos de retraso de la Productividad Primaria Bruta (GPP) al cambio climático es imperativo para avanzar en la gestión ecológica y fomentar el desarrollo sostenible. Se analizaron las dinámicas espaciotemporales de los datos de GPP basados en la fluorescencia de clorofila y sus respuestas a la precipitación, la temperatura y el clima extremo desde 2001 hasta 2023. Se emplearon el modelo de bosque aleatorio y el modelo de regresión de mínimos cuadrados parciales para esclarecer aún más los mecanismos de respuesta de la GPP al clima extremo, con un enfoque específico en el efecto de retraso. Los hallazgos revelaron que la GPP en el NFYS exhibió características regionales distintas, demostrando una tendencia predominantemente creciente en los últimos 23 años. La región ha experimentado una tendencia de calentamiento y secado, marcada por una disminución en la intensidad y frecuencia de eventos de precipitación extrema, y un aumento en temperaturas extremadamente altas y días de calor consecutivos, excepto por un ligero, aunque insignificante, aumento en la precipitación en la parte noreste. La GPP exhibe grados variables de retraso, que van de uno a tres meses, en respuesta tanto a condiciones climáticas normales como extremas, con una respuesta más inmediata a temperaturas extremas que a la precipitación. La influencia de diferentes condiciones climáticas sobre los efectos de retraso de la GPP puede amplificar los efectos negativos de las temperaturas extremas y el impacto positivo de la precipitación extrema. Se proyecta que la tendencia anticipada hacia un clima más cálido y húmedo fomentará un aumento en la GPP. Esta investigación tiene una gran importancia teórica y práctica para comprender profundamente los mecanismos de adaptación de los ecosistemas en el contexto del cambio climático, optimizar las estrategias de control de la desertificación y mejorar la resiliencia ecológica regional.