【目的】为了研究自然条件和社会经济要素对土地利用时序变化的影响，为城市用地结构有序调控和可持续发展提供科学认知及决策依据。【方法】为验证地理探测器在长时序城市土地利用变化研究的适用性，揭示广州市1995—2020年土地利用变化的规律，以5年为时间间隔选取了六期Landsat卫星遥感影像进行土地利用分类，分析广州市土地利用结构、动态度、土地利用转移情况，并利用地理探测器探讨了各因素在不同时期对土地利用变化的影响强度及其相互作用机制。【结果】①在长时序（1995—2020年）城市土地利用变化的情景下，地理探测器模型能够对不同时期的城市土地利用变化的因素进行解析，揭示其变化规律，具有良好的适用性；②1995—2020年，广州市建设用地呈现“稳定—缓慢增加—剧烈增加”的趋势，而耕地呈现出“缓慢减少—稳定—大幅减少”的趋势，其转入面积主要来自于耕地和林地；耕地呈现出“缓慢减少—稳定—大幅减少”的趋势；林地和草地整体呈现出单调减少的趋势，主要转出分别为建设用地和林地；水域面积表现为上下浮动，主要转化面积来自于耕地；未利用地表现为“大幅减少—缓慢减少”的状态，主要转化为建设用地；③1995—2020年内的不同时期，广州市土地利用变化驱动因素的影响强度存在差异，其中的社会经济类因子对土地利用变化的影响强度高于自然地理类因子；④1995—2020年内的各时期，广州市土地利用变化的交互因子的q值（解释度）均高于单因子，说明因子之间的交互作用均为双因子增强。【结论】人类活动对土地利用变化的影响在空间分布上存在显著差异，多因素叠加会加剧各用地类型之间的冲突，减少人类活动对环境的影响是实现可持续发展的重要途径。