La cuenca del río Amarillo (YRB) ha experimentado profundos cambios climáticos y en el uso del suelo. Se anticipa que estas transformaciones afecten la disponibilidad de recursos hídricos, lo que podría causar perturbaciones sustanciales en el equilibrio entre la disponibilidad de agua y las necesidades sociales. En consecuencia, se justifica la investigación para explorar las ramificaciones del cambio climático y del uso del suelo en el servicio de provisión de agua, particularmente sus impactos en el delicado equilibrio entre la oferta y la demanda. Para cuantificar la relación entre la oferta y la demanda de agua, este estudio introduce el índice de oferta y demanda de agua (WSDR). Este estudio examina los impactos del cambio climático y del uso del suelo en la evapotranspiración real, el rendimiento hídrico y el WSDR en la YRB desde 1995 hasta 2019. Según los resultados, la YRB experimentó un aumento en la superficie de tierras forestales del 4.72%, en pastizales del 1.71%, y un aumento sustancial del 595.36% en tierras de construcción; sin embargo, las tierras de cultivo vieron una disminución del 5.95%. El clima mostró una tendencia de humectación discernible (3.38 mm/año, p < 0.01). La evapotranspiración real aumentó significativamente en 2.45 mm/año (p < 0.01), pero este aumento no fue lo suficientemente sustancial como para resultar en una disminución del rendimiento hídrico, ya que la precipitación también aumentó. La profundidad de la demanda hídrica anual mostró una tendencia creciente estadísticamente significativa (0.13 mm/año, p < 0.01), pero este aumento no fue suficiente para causar una disminución en el WSDR, ya que el rendimiento hídrico también aumentó (0.94 mm/año). El uso del suelo tuvo un efecto negativo significativamente en el rendimiento hídrico y el WSDR, pero este efecto negativo fue compensado por los efectos positivos de la variabilidad climática. A escala de cuenca, existe un excedente de recursos hídricos (WSDR > 0). Sin embargo, las regiones que enfrentan déficits de recursos hídricos (WSDR < 0) han visto un aumento del 18% en 1995 al 26% en 2019. Esto indica que el principal problema de recursos hídricos en la YRB es la distribución espacial desigual de los recursos hídricos. Por lo tanto, implementar estrategias de gestión espacial a escalas más grandes puede ser fundamental para mitigar la escasez de agua en la región. Estos hallazgos pueden servir como una referencia valiosa para la gestión de recursos hídricos, así como para la planificación y construcción de cuencas.