侏罗纪是典型的温室气候时期，期间存在着气候长期变化和短期波动，且在陆相盆地有响应。中国同期发育多个大型陆相盆地，但各个盆地中的记录有差异。对四川盆地东北中—上侏罗统陆相红层进行了野外详细观察，显微碎屑组份统计，碳—氧同位素分析，二氧化碳浓度重建，试图对该区沉积环境及古气候变化做较为细致的刻画。研究结果表明：下部岩性以红棕色泥岩为主，向上绿灰、浅灰色长石类砂岩增多；沉积环境单元分为曲流河、湖泊和古土壤；相序上表现为中侏罗统沙溪庙组以低砂泥比的曲流河泥岩为主，常土壤化改造形成古土壤相，上侏罗统遂宁组下部湖泊泥岩和粉砂岩占优，遂宁组上部和蓬莱镇组演变为高砂泥比的曲流河，岩性变粗地层变厚；相对于川西和川中地区，川东北地区沉积环境单元和相序较为单一。依据F/Q和F/L指数，将研究区中—晚侏罗世气候变化分为半干旱—干旱两个半旋回，分别对应下沙溪庙组、上沙溪庙组+遂宁组下部、遂宁组上部+蓬莱镇组。二氧化碳浓度变化指示中侏罗世相对温凉，晚侏罗世早期转为温暖，中—晚期属于高温炎热气候，与全球同期古海洋气候格局相似。总体而言，四川盆地东北中—晚侏罗世属于温凉—温暖的干旱—半干旱气候，与四川盆地其他地区相似，但晚侏罗世中—晚期东、西部可能存在高温炎热与半湿润间断的差异。