为探究高速铁路大跨度斜拉桥钢箱梁温度场的时间和空间分布规律，基于商合杭高铁裕溪河大桥长期现场实测温度数据，通过时间序列分析、傅立叶曲线拟合等方法，针对高速铁路斜拉桥钢箱梁的温度荷载模式开展研究。通过时间序列加法模型，将钢箱梁的温度时程分解为长期趋势、年温度作用、不规则变动和日照作用，并拆分钢箱梁温度为日均匀温度和波动温度，分别得到二者的时程曲线。此外，通过傅立叶曲线拟合获得钢箱梁的日均匀温度和四季波动温度拟合公式，探究钢箱梁日均匀温度和波动温度的变化规律，并通过正负温差分析，用指数函数拟合得到钢箱梁四季的梯度温度作用模式。研究结果表明，钢箱梁日均匀温度和波动温度均可以用傅立叶曲线进行较高精度的拟合；四季中钢箱梁波动温度幅值最大的为夏季，其次为春季和秋季，冬季的波动温度幅值最小；钢箱梁合拢温度应接近结构日均匀温度区间的中位值，钢箱梁在春秋季合拢最为理想，在夏冬季的最佳合拢时间分别为凌晨5点和下午17点；钢箱梁竖向最大温差出现在夏季；四季正温差均在14点左右达到最大值，夜晚负温差基本保持恒定；本文构建的钢箱梁正负温差模式相比各国规范能更好地包络实测温度数据。研究结果为高速铁路大跨度斜拉桥钢箱梁的温度时变研究和钢箱梁温度分布模式提供参考。