利用2013年7月12日、8月13日、8月29日3个高温日的Landsat OLI遥感数据和气象数据,采用空间回归法评估了上海市高温日的日最高气温空间分布特征,从气温分区、景观格局和空间自相关3个方面综合分析了3个温区(低温区、中温区和高温区)的热环境分布特征;在此基础上,结合上海市土地利用数据,着重研究了高温区(日最高气温≥38℃)的分布特征和土地利用类型的组合特征。结果表明:通过地表温度、归一化水汽指数和太阳辐射,采用最小二乘回归法建立的预测模型可较好的预测上海市高温日的日最高气温(RMSE=1.75℃,R~2=0.92),可获得完整的、连续的城市热环境空间分布。城市热环境具有非均衡性、多样性和破碎性,且相似的温区斑块具有空间聚集性,上海市低温区(日最高气温<35℃)主要分布在水域和上海南部地区,高温区(日最高气温≥38℃)主要分布在城市或郊区居民区。城市用地将增强城市热环境,水域和植被有助于改善城市热环境,今后可通过合理的城市规划、控制城市发展规模及增加绿化面积等措施减缓极端高温天气产生的影响。