以2000—2020年黑龙江省的MODIS NDVI数据、土地利用数据和气象数据作为研究对象，提取出耕地、林地和草地3种主要土地覆盖类型的气温、降水2个气候因子，探究黑龙江省植被覆盖指数(NDVI)近21 a的时空变化和植被变化与气候因子的关系。采用Theil-Sen(泰尔-森)趋势估算和Mann-Kendall(曼-肯德尔)趋势检验、变异系数、Hurst(赫斯特)指数和相关分析等方法，对黑龙江省2000—2020年不同季节、不同植被类型NDVI的时空变化特征及NDVI与温度、降水量的关系进行分析。结果表明，1)近21 a黑龙江省生长季年均NDVI为0.91,高植被覆盖区域主要分布于黑龙江省的中部及南部，NDVI的年内波动变化存在明显的季节特征。2)全省NDVI较为稳定，草地NDVI稳定性最高。3)近21 a黑龙江省NDVI整体呈显著上升趋势，速度为每10 a增加4.7%,其中呈显著增加趋势的区域占全省面积的35.55%(P<0.05),这些区域主要分布在黑龙江省中部、西部和北部。4)未来黑龙江省NDVI整体变化趋势以同向持续变化为主(69.5%),发展趋势可能向退化的恶性方向发展占35.33%,可能向改善的良性方向发展占43.6%。5)黑龙江省的植被和各季节与降水和温度均呈正相关(P<0.05)。由此得到，近21 a黑龙江省植被整体覆盖水平良好，且呈改善趋势。未来植被覆盖变化向良性改善方向的发展趋势为主，气温和降水均对植被变化呈正相关影响。