利用1961-2000年全国550个台站的逐日最高气温、最低气温资料，应用经验正交函数分解法(EOF)分析了中国极端气温变化趋势的时空分布特征。结果表明:第一模态最高气温全国为一致性变化形态，湖南和西北甘肃载荷值较高;从时间序列看，近40年最高气温成弱上升趋势。第二模态结果表明我国南方和北方成相反分布形式，东北地区、内蒙、新疆西北部变化最明显，北方地区极端最高气温在升高，南方则在降低;最低气温分析结果表明EOF第一模态全国为一致变化形态，近40年最低气温上升趋势明显，尤其是1981年后变化更加剧烈。第二模态和时间系数变化结果表明极低气温在华北和东北及新疆的北部与华南、华中、西藏、陕西和甘肃东部一带存在相反的分布形态;时间序列上看近40年极低气温变化不明显，但90年代后低温偏高年份稍微增多。　　通过计算出热浪指数和暖夜指数，并对两个指数分别进行时空特征分析，热浪指数和暖夜指数的第一特征向量的荷载场空间分布基本一致，全国为一致的增加和减少趋势，并且在时间变化上存在着明显年际和年代际变化特征。　　利用旋转主分量分析和聚类统计检验相结合的方法，进行气候区划，既克服了前者确定荷载值界限的主观性，又避免了后者选择气候中心的不确定性，使区划结果更具有客观性，通过聚类统计检验，确定边界的站点所在的区域，最后将极端最高气温分出福建和江西省、内蒙中部、吉林省和辽宁的东北部、山东省、江苏和安徽的北部、重庆和四川东部、青海省、新疆西部、黑龙江省、新疆西北部、云南西部和广西和贵州10个变化区;极端最低气温分出分别位于黑龙江和吉林、广东和福建、江苏和安徽、甘肃、新疆西北部、广西和湖南南部、山西、内蒙中部、陕西北部、四川和云南西部、青海和新疆西部10个变化区。　　通过分析基本资料，近50年来高温日数、酷热日数、炎热日数的时空变化特征表明:在地域上存在长江中下游和西北新疆两个高值中心，极端高温日数趋势分析发现:北方为增加趋势，华北出现了明显高值中心，南方为减少趋势，负中心在长江以北安徽和湖南一带，东南沿海江浙一带和广西地区高温日数有增加趋势;炎热指数除了在江浙一带有较为明显的增加趋势外，全国范围内变化不明显。　　通过重点分析我国中东部（黄淮、华东华南、华中）三个地区，对高温、酷热和炎热日数年际和年代际变化发现，在1980年前后三个地区都有明显的低值时段;在突变分析中，黄淮地区的突变出现在1970年前后，并且通过了显著性检验。而华东和华南地区的突变点出现在2003年左右，没有通过显著性检验。华中地区的高温日数突变发生在1990年前后，突变通过了显著性检验。通过分析发现黄淮地区高温日数和酷热日数存在明显的16年长周期，2000年之前存在10年左右的周期，在1980年之前存在6年的短周期，2000年之后存在4年的周期，但酷热日数在2000年以后没有周期存在。华东和华南地区高温日数和酷热日数存在12年左右的长周期，1980年之后存在8年的周期。1980年之前存在6年的短周期。华中地区高温日数和酷热日数在1970年之后均存在14年左右的长周期，高温日数始终存在8年左右的周期，在1980年之前高温日数存在4年左右的短周期。而酷热日数在1980年之后存在8年左右的周期，在整体上存在4年左右的短周期。三个地区在1980年前后的周期性都有较为明显变化。因此以1980为界，分析中东部地区（黄淮、华东和华南、华中）高温日数和酷热日数变化得出结论:1961-1980年都存在明显负变化，1980-2006年存在明显正变化，但华中地区变化趋势最弱，其余两个地区高温日数变化都通过了95％显著性检验;但在分析中发现1980-2000年段，40°N以南大部分地区为上升趋势，但在长江以南的中上游地区有高温日数的负变化区，正变化大值区位于江浙一带，说明高温日数频发区发生转移。从年代际分析中发现高温日数40年来变化，可以看出，60-70年代有明显正变化，70-90出现明显负变化，1990年后至今高温日数显著增多。　　通过对极端气温变化的原因进行分析，发现副高的各项指标都与极端高温事件有一定相关性。选取西太平洋副高强度、面积、北界和西伸脊点位置四个指标分析发现:副高面积和强度指数与我国东部高温日数具有很好的正相关性。副高的北界和西伸脊点位置对东部地区出现高温日数具有更加明显的指示意义，选取的四个指标都通过了显著性检验。通过对500hPa滤波分析其高度场的年代际距平变化发现，高度场存在明显的年代际变化特征，1960年前我国大部分地区处于高度场的负距平区，其中负距平中心位于甘肃北部地区;1970-90年代受弱正距平环流形式控制，1990年代之后我国整体受正距平高度场控制，但通过进一步分析发现导致高温事件频发的环流背景并不相同。另外人类活动，尤其是“热岛效应”也是我国东部地区观测到高温日数增加的原因之一。