以塔里木河流域的26个气象站和8个水文站1961—2005年的观测资料为基础,对塔里木河流域的温度、降水,径流变化及它们之间的相关关系进行了分析。结果表明:塔里木河流域的年平均气温、降水量逐年代递增趋势。2000年后的平均气温与多年平均气温相比增加了0.75℃,增幅7.69%,其中平原区增幅大于山区;降水量增加了16.65mm,增幅17.89%,其中山区增幅大于平原区;在1961—2008年间塔里木河流域干流径流量逐年减少,2000年后平均径流量与多年平均径流量相比干流阿拉尔站减少了1.35亿m3,减幅为3.00%;叶尔羌河玉孜门勒克站增加了1.91亿m3,增幅为21.80%;和田河同古孜洛克站径流量增加了1.76亿m3,增幅7.88%;乌鲁瓦提站增加了1.75亿m3,增幅达8.06%;开孔河黄水沟站增加了0.58亿m3,增幅达19.48%;大山口站增加了5.43亿m3,增幅达14.33%。通过对20世纪80年代前后开孔河与叶尔羌河年平均径流与年平均气温、平均降水关系的分析发现,气候变化下温度升高对径流的影响较大,尤其是形成于塔北昆仑山水系的河流。