根据北疆地区1960—2012年31个气象站点的逐日最高气温和最低气温资料,采用线性趋势分析、主成分分析和反距离加权等方法对该地区的年平均最高气温、年平均最低气温和14个极端气温指数的时空变化特征进行了研究,并探讨了各极端气温指数与北极涛动指数、北大西洋涛动指数和厄尔尼诺-南方涛动之间的关系。研究表明:（1）近53年来,北疆地区年平均最低气温、年平均最高气温分别以0.49℃·（10a）^-1、0.22℃·（10a）^-1的年际倾向率呈显著的上升趋势;气温日较差以0.27℃·（10a）^-1的年际倾向率呈显著下降趋势。极端暖指数除暖昼日数、夏日日数和极端最高气温均表现为不显著的上升趋势外,其他暖指数均呈显著上升趋势;极端冷指数中除极端最低气温、日最高气温的极小值呈上升趋势外,其他冷指数均呈减小趋势;在空间变化上各极端气温指数均表现为在阿尔泰山东南部地区和伊犁河谷地区变化幅度较大,其他地区变化较小。（2）冷指数（冷夜、日最高气温的极小值、极端最低气温）的增温幅度明显大于部分暖指数（暖夜、日最低气温极大值、极端最高气温）,这一变化特征在山麓、山谷等地区表现最为明显,而在这一地区夜指数（暖夜、冷夜）的变暖幅度也明显大于昼指数（暖昼、冷昼）。（3）极端气温指数与大气环流指数相关性分析表明,三种大气环流指数中北极涛动指数对北疆地区极端气温的影响最为明显,其次是北大西洋涛动指数,且这两种大气环流指数对研究区极端气温冷指数的影响较为显著,而厄尔尼诺-南方涛动对研究区极端气温影响较小。