Un oasis es un paisaje único que alimenta la subsistencia humana y el desarrollo socioeconómico en el ecosistema del desierto. Sin embargo, la sobreexpansión de los oasis, especialmente los terrenos de cultivo, plantea graves amenazas a los recursos de tierra y agua disponibles. Este estudio tiene como objetivo evaluar los niveles de expansión, las dinámicas de capacidad de carga y la optimización de la estructura de siembra para maximizar los retornos económicos en los cinco Grupos de Oasis Típicos (5TOGs) del noroeste de China utilizando fuentes de datos uniformes, escalas de tiempo y métodos. Se utilizaron productos satelitales y un modelo de balance agua-calor para evaluar los cambios en el área y las dinámicas de capacidad de carga de los 5TOGs. Se utilizó un enfoque de programación lineal para optimizar la estructura de cultivo de cada oasis para el escenario de nivel de carga. Los resultados mostraron que el área de los 5TOGs se ha expandido de 1980 a 2020, y el incremento de los terrenos de cultivo de los oasis es el principal impulsor de la expansión de los oasis. La expansión más dramática de los oasis y sus terrenos de cultivo ocurrió durante 2010-2020. Como consecuencia, la capacidad de carga de cada oasis se está deteriorando con esta expansión. Los recursos hídricos adicionales para apoyar esta expansión de los oasis y sus terrenos de cultivo provienen del agua subterránea, que está disminuyendo rápidamente. Basándose en la estructura de siembra optimizada, el algodón sigue siendo el cultivo principal en los oasis de Xinjiang con más del 60% del área, el área de algodón debería reducirse en los Oasis del Río Hotan, y la estructura de siembra del Oasis del Río Heihe permanecerá sin cambios. Los hallazgos de este estudio han proporcionado un análisis cuantitativo de la expansión de los oasis y la optimización de la estructura de siembra, lo que tiene implicaciones prácticas para la gestión de los recursos hídricos y el desarrollo sostenible de la agricultura para mantener la estabilidad del ecosistema del oasis.