El metano (CH), el segundo gas de efecto invernadero más grande del mundo y un factor clave en la formación de ozono troposférico, influye críticamente en el cambio climático y la calidad del aire. Como el mayor emisor de CH del mundo, China debe desarrollar estrategias de mitigación específicas para apoyar sus objetivos de pico de carbono y neutralidad, al tiempo que reduce la contaminación por ozono. Aquí, analizamos la evolución espaciotemporal de las emisiones provinciales de CH en China desde 2000 hasta 2023 utilizando autocorrelación espacial, detección de puntos críticos, análisis de tendencias y agrupamiento K-means. Nuestros resultados revelaron una trayectoria de emisión tripásica: un crecimiento rápido seguido de estabilización y un reciente resurgimiento, con todas las provincias excepto el Tíbet mostrando tendencias crecientes. El sector energético emergió como el principal contribuyente, particularmente en Mongolia Interior, Shanxi y Shaanxi, mientras que las emisiones agrícolas dominaron en regiones pastorales, como Mongolia Interior y Sichuan, y en áreas de cultivo de arroz, como Hunan y Hubei. Las provincias costeras, incluyendo Shandong, Jiangsu y Guangdong, exhibieron la eliminación de residuos como su fuente predominante de CH. Basándonos en estos patrones, clasificamos las zonas de emisión en cuatro tipologías distintas: dominantes en carbón, dominantes en residuos, compuestas de petróleo y agricultura, y sistemas multifactoriales, proponiendo marcos de mitigación adaptados que integran la co-reducción de CH y ozono. Este estudio proporciona una base espacialmente resuelta para la gobernanza sinérgica del clima y la calidad del aire en China.