Los cambios en la estacionalidad de la temperatura influyen en una amplia gama de actividades sociales y naturales. Las características de las estaciones térmicas en la Península Arábiga y cómo han cambiado las estaciones siguen siendo poco claras. Utilizando datos de observación y reanálisis (1985-2022), esta investigación (1) introduce un nuevo enfoque para definir las estaciones basado en un método híbrido de agrupamiento jerárquico k-means, (2) documenta las características de las estaciones térmicas y (3) examina los cambios en los tiempos (inicio y fin) y las duraciones de las estaciones térmicas en la Península. Los resultados indican que el verano es la estación más larga (165 días), con el inicio que varía desde mediados hasta finales de abril en la Península Arábiga del sur y del norte, respectivamente. El invierno comienza a finales de noviembre y dura hasta finales de febrero, con una duración promedio de alrededor de 92 días. La primavera y el otoño son las estaciones más cortas, con una duración de aproximadamente 52 días. Las estaciones demuestran patrones latitudinales en sus tiempos que corresponden bien a los cambios estacionales en la inclinación solar. Un análisis de tendencias muestra que el verano se está extendiendo y volviéndose más cálido, particularmente por la noche. El invierno se está acortando, con temperaturas más altas tanto durante el día como por la noche. La primavera está comenzando y terminando antes, con un aumento mayor en la temperatura diurna. Los resultados de esta investigación serán valiosos en diversas aplicaciones relevantes para ecosistemas sostenibles y el bienestar humano.