【目的】单叶蔷薇为蔷薇属唯一的单叶物种，是月季育种中的重要材料，在我国主要分布于新疆北部地区，但由于人为的破坏和环境的改变导致其面临濒危灭绝的风险。本研究通过分析单叶蔷薇表型多样性，探究其表型变异规律，旨在为更好地保护和利用单叶蔷薇种质资源提供理论指导。【方法】本研究以9个单叶蔷薇天然居群中270个单株为研究材料，对其19个表型性状数据进行收集，利用巢式方差分析、皮尔逊相关性分析、主成分分析和聚类分析方法，探究其表型变异规律与多样性水平。【结果】（1）9个单叶蔷薇天然居群表型多样性水平较高，19个表型性状的变异系数和香农多样性指数均值分别为15.90%和2.031;9个居群的表型变异系数在10.32%(P4)～13.19%(P8)，表现出中等程度的变异，香农多样性指数在1.274(P5)～1.825(P8)之间，其中P8居群呈现出较高的多样性水平。（2）19个表型性状在居群间和居群内均存在极显著性差异（P <0.01），居群间的平均表型分化系数为41.23%，表型变异主要来源于居群内。（3）皮尔逊相关性分析发现，单叶蔷薇花径与叶面积、花瓣面积与花斑百分比等部分性状间存在显著相关性。（4）主成分分析共提炼出5个主成分，累计贡献率为80.463%，贡献率最大的2个主成分主要解释花与叶的性状。（5）聚类分析可将单叶蔷薇9个居群分为2类，第1类为大花类，包括P6、P7、P8；第2类为小花类，包括P1、P2、P3、P4、P5、P9。【结论】新疆单叶蔷薇具有较高的表型多样性和变异水平，且变异的来源主要集中在居群内。