La biomasa de los pastizales es esencial para mantener los ecosistemas de pastizales. Además, la biomasa es una característica importante de los pastizales. En este estudio, combinamos muestreo en campo con datos de teledetección y calculamos cinco índices de vegetación (IVs). Usando esta información combinada, cuantificamos un modelo de estimación de teledetección y estimamos la biomasa en un pastizal templado del norte de China. También exploramos la variación dinámica espacio-temporal de la biomasa de 2006 a 2012. Nuestros resultados indicaron que todos los IVs investigados en el estudio estaban fuertemente correlacionados con la biomasa (alfa < 0.01). La precisión del modelo para estimar la biomasa basado en datos de campo y teledetección fue superior al 73%. Además, los resultados de nuestro análisis indicaron que la biomasa promedio anual fue de 11.86 millones de toneladas y que el rendimiento promedio fue de 604.5 kg/ha. La distribución de la biomasa mostró una heterogeneidad espacial sustancial, y la biomasa disminuyó desde la porción oriental del área de estudio hasta la porción occidental. La biomasa interanual mostró fuertes fluctuaciones durante 2006-2012, con un coeficiente de variación del 26.95%. El coeficiente de variación de la biomasa difería entre los tipos de pastizales. El coeficiente de variación más alto se encontró en la estepa desértica, seguido por la estepa típica y la estepa de pradera.