随着现代城市空间的立体化发展，三维城市形态已成为影响地表热环境的重要因素。现有研究多关注二维城市形态下地表热环境的演变和影响，对三维形态下的研究和考虑尚不充分，该问题在河谷型城市中表现的尤为突出。由此，论文以兰州市中心城区为例，基于Landsat 8 OLI卫星遥感数据、建筑物轮廓数据等，耦合最优参数地理探测器和多尺度地理加权回归模型等，重点研究了兰州市中心城区三维城市形态对地表热环境的影响，以期为促进城市合理规划，改善城市热环境，提高城市宜居性提供参考。结果表明：在三维城市形态中，天空视窗因子(SVF)、高层建筑占比(HBP)是地表温度(LST)的主导影响因子。由于SVF在通风和接收太阳辐射方面对LST的调节作用不同，导致对LST产生正负双向影响。其正向影响整体呈现以城关区为中心向外围递减的趋势。其负向影响整体呈现以西固区为中心向外围递减趋势。而HBP的增加有利于地表热环境的缓解；各类三维形态因子与NDBBI的交互作用相较与单一因子来说，解释力更强。