Comprender los efectos del cambio climático en el rendimiento de la papa es vital para la seguridad alimentaria en el noroeste de China. Basado en los datos a largo plazo de los rendimientos y la meteorología, este estudio analizó los impactos del cambio climático reciente en los rendimientos de papa a escala provincial en el noroeste de China. Se utilizó el método de primera diferencia para separar las contribuciones del cambio climático de los cambios en el rendimiento de la papa en dos años consecutivos. Se utilizó el método del promedio móvil para desvincular el rendimiento de la papa inducido por el clima. Los resultados mostraron que el rendimiento y la superficie de siembra de papa desde el período 1982 a 2015 aumentaron notablemente, con fluctuaciones interanuales. La temperatura aumentó significativamente durante el período de crecimiento de la papa en el noroeste de China, mientras que otros factores climáticos no cambiaron significativamente. Específicamente, las tendencias cambiantes en los factores climáticos variaron entre las diferentes provincias. Los principales factores meteorológicos que limitaban el rendimiento de la papa eran la temperatura, la precipitación y el rango de temperatura diurna, variando en las diferentes provincias. Los rendimientos de papa en Gansu, Shaanxi, Ningxia y Xinjiang disminuyeron en 127, 289, 199 y 339 kg/ha, respectivamente, por cada 1 grado Celsius de aumento en la temperatura máxima diaria. El rendimiento de papa en Xinjiang disminuyó en 583 kg/ha por cada 1 grado Celsius de aumento en la temperatura mínima diaria. Por cada aumento de 100 mm en la precipitación, los rendimientos de papa en Gansu, Qinghai y Ningxia aumentaron en 250, 375 y 182 kg/ha, respectivamente. Combinando el método de primera diferencia y el método del promedio móvil, la precipitación fue el factor climático dominante que afectaba el rendimiento de la papa en áreas de secano (Gansu, Qinghai y Ningxia). Para áreas con riego (Xinjiang) o precipitaciones relativamente altas (Shaanxi), la temperatura máxima fue el factor climático decisivo que afectaba el rendimiento de la papa. Una adaptación adecuada al cambio climático en las diferentes regiones ayudará a garantizar la producción de papa en el noroeste de China.