定量研究区域农田生态系统净碳汇的空间结构及其时空变化特征对挖掘农田生态系统的多重功能，合理制定区域适宜的农业减排政策具有重要意义。在测算2005～2019年江苏省农田生态系统净碳汇的基础上，采用标准差椭圆、空间自相关、探索性时空数据分析等方法，对江苏省农田生态系统净碳汇的时空演变特征进行研究。结果表明：（1）江苏省农田生态系统净碳汇呈现“西北—东南”的空间分布格局，且在收缩中趋于集聚化，净碳汇重心总体上朝西北方向移动；（2）江苏省农田生态系统净碳汇在全局上存在显著的空间正相关，局部则呈现较为稳定的“北高南低”的空间集聚特征；（3）江苏省农田生态系统净碳汇局部空间格局的动态演化差异明显，局部空间结构和空间依赖方向上均表现出较强的稳定性。相比较而言，苏中地区较苏南、苏北地区具有更加动态的局部空间结构，而盐城市区、启东市及泰州市区在空间依赖方向上具有较大的波动性；（4）农田生态系统净碳汇的局部空间关联格局较为稳定，局部空间联动性较弱，空间集聚性表现出较高的路径锁定特征。