El rápido aumento de la población y la economía, junto con la urbanización acelerada, está ejerciendo una inmensa presión sobre el sistema de agua-energía-alimentos (WEF). En este contexto, ha surgido el marco del nexo agua-energía-alimentos, que reconoce las interdependencias e interacciones entre los sistemas de agua, energía y alimentos, con el objetivo de optimizar la gestión de recursos a través de la colaboración intersectorial para promover el desarrollo sostenible. Comprender los patrones de diferenciación espaciotemporal del nexo WEF y esclarecer los mecanismos que impulsan los cambios en sus relaciones de acoplamiento es esencial. Este conocimiento es crucial para garantizar la seguridad de cada subsistema y mejorar la sostenibilidad general de los sistemas interconectados a través de esfuerzos coordinados. Para abordar estos desafíos, este estudio primero estableció indicadores de evaluación para la seguridad del agua, la energía y los alimentos para cuantificar sus niveles y dinámicas espaciotemporales. Posteriormente, se calcularon los grados de coordinación de acoplamiento dentro del nexo WEF. Finalmente, se analizaron las correlaciones espaciales del nexo WEF utilizando un modelo de autocorrelación espacial. Los modelos econométricos espaciales luego identificaron factores clave que afectan su coordinación. Los resultados revelaron una heterogeneidad espacial significativa en la seguridad del agua, la energía y los alimentos en las provincias de China continental. Desde 2002 hasta 2022, la seguridad del agua mejoró sustancialmente en el 87% de las provincias, mientras que la seguridad energética comenzó a mejorar en las regiones orientales tras una fase de alto consumo. La seguridad alimentaria experimentó mejoras significativas, particularmente en Mongolia Interior y las provincias del noreste. La coordinación general del acoplamiento del nexo WEF mejoró en 30 provincias, avanzando hacia una coordinación primaria. Sin embargo, las provincias de Henan y Anhui experimentaron fluctuaciones en la coordinación del nexo WEF. El análisis de correlación espacial mostró tendencias ascendentes y un aumento en la agrupación de la coordinación del nexo WEF. Factores como el desarrollo económico y la población influyeron positivamente en la coordinación, mientras que la aglomeración económica, la educación y el área de riego efectiva tuvieron efectos negativos. Este estudio esclarece las complejas interconexiones y los factores clave que influyen en el nexo WEF, proporcionando un marco de referencia y recomendaciones prácticas para una gestión equitativa de los recursos.