La respuesta de la vegetación de tierras secas al cambio climático es particularmente sensible en el contexto del cambio climático global. Este artículo analiza las características de la dinámica espacial y temporal de la cobertura vegetal en la cuenca del río Tarim, China, y sus factores impulsores para investigar la respuesta del crecimiento de la vegetación a los cambios en el almacenamiento de agua en la cuenca. Se utilizan el Índice de Vegetación Mejorado (EVI), el satélite de gravedad GRACE y datos meteorológicos de 2002 a 2022 para descifrar las características de la respuesta de los cambios en el almacenamiento de agua a los cambios en la vegetación, lo cual es de gran importancia para la realización del desarrollo ecológico regional y el desarrollo sostenible. Los resultados del estudio muestran lo siguiente: (1) La vegetación en la cuenca del río Tarim tiene una tendencia general al aumento, que se distribuye principalmente en la cuenca de Aksu y la cuenca del río Weigangkuche y se distribuye espacialmente en forma de anillo. (2) La distribución de la vegetación mejoró considerablemente durante el período de estudio de 20 años, dominada por vegetación de alta cobertura, con una tasa de cambio del 200.36%. Además, los cambios en la vegetación se centran en las cuencas y se expanden hacia el área circundante, con un claro aumento de la vegetación en la cuenca de Kumukuri. Las áreas con un índice de Hurst de vegetación de <0.5 representan el 63.27% del área de estudio, y las áreas con una disminución continua se ubicaron principalmente en el área de contorno exterior de las cuencas del río Tarim y Kumu Kuri. (3) Existen diferencias espaciales obvias en la correlación entre el EVI y los elementos de temperatura y precipitación. La proporción de áreas con correlación positiva con la temperatura dentro del área de estudio es del 64.67%. El EVI tiende a ser consistente con la dirección de migración del centro de gravedad de la población y el PIB, y las áreas con correlación positiva entre la vegetación y los reservorios de agua terrestre se distribuyen principalmente en las laderas norteñas de las montañas Kunlun, con una proporción de área de aproximadamente 50.513%. La cuenca de Kumukuli también muestra una correlación positiva significativa.