【目的】研究干旱胁迫下天女木兰、望春玉兰、红花玉兰‘娇红2号’的生长和生理变化，揭示3种玉兰幼苗对干旱胁迫的响应机理，评价3种玉兰的抗旱性，为干旱地区引种、推广提供参考。【方法】以3种玉兰的2年生盆栽播种苗为试验材料，设置4个处理水平(土壤相对含水量80%～90%（CK）,60%～70%（T₁）,40%～50%（T₂）,20%～30%（T₃）)，干旱胁迫50 d后分析生长、生理等19个指标的变化。【结果】（1）中度和重度干旱胁迫（T₂、T₃）显著降低了3种玉兰的地径和各器官生物量增长量，显著增大了望春玉兰和红花玉兰‘娇红2号’的根冠比（P<0.05）；重度干旱胁迫下（T₃），红花玉兰‘娇红2号’的株高和各器官生物量增长量显著高于望春玉兰（P<0.05）;（2）与CK相比，T₁处理时红花玉兰‘娇红2号’叶绿素含量增加，其他干旱水平3种玉兰叶绿素含量逐渐降低；3种玉兰丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性随干旱加剧逐渐增加，T₃与CK均存在显著差异；望春玉兰脯氨酸含量先降低后升高，天女木兰和红花玉兰‘娇红2号’脯氨酸含量随干旱加剧呈上升趋势；3种玉兰过氧化物酶活性随干旱加剧变化规律不同，天女木兰过氧化物酶活性T₂处理最高，望春玉兰和红花玉兰‘娇红2号’T₃处理最高。（3）红花玉兰‘娇红2号’T₁处理净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率最高，较CK分别高出2.67%、1.94%、3.09%，气孔导度和水分利用效率随干旱加剧逐渐降低；重度干旱胁迫（T₃）显著降低了天女木兰和望春玉兰的净光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率（P<0.05）。（4）隶属函数分析表明，3种玉兰抗旱性强弱为天女木兰>红花玉兰‘娇红2号’>望春玉兰。【结论】干旱胁迫影响了3种玉兰幼苗的生长和生理活性，使叶片细胞结构受损，植株生长缓慢，但植物能通过调节渗透调节物质含量和自身保护酶活性来抵御干旱，维持自身的正常生理代谢功能。综合各指标可知，天女木兰抗旱性最强，望春玉兰最弱。