Optimizar el patrón espacial (composición espacial y configuración espacial) del espacio verde urbano puede aliviar eficazmente el efecto de isla de calor urbano. Si bien la relación entre la temperatura del aire (TA) y la composición espacial del espacio verde urbano ha sido ampliamente estudiada, este estudio tuvo como objetivo investigar la relación entre la TA y la configuración espacial del espacio verde urbano y sus variaciones diurnas y efectos de escala. Basado en datos horarios de TA de 36 estaciones meteorológicas en Changsha, China, y datos de uso del suelo interpretados a partir de imágenes de teledetección de Gaofen 2, este estudio primero cuantificó la composición espacial (es decir, el porcentaje de espacio verde) y la configuración espacial (es decir, el área promedio de parches, la densidad de parches, la densidad de bordes, el índice de forma del paisaje y el índice de forma media) del espacio verde urbano a diferentes escalas (30 m a 2000 m de buffer alrededor de la estación de aire), luego se analizaron las correlaciones de Pearson (entre TA y cada métrica del paisaje) y las correlaciones parciales de Pearson (entre TA y métricas de configuración espacial con el porcentaje de espacio verde controlado). Se aplicó regresión lineal múltiple para modelar la variación de TA utilizando las métricas del paisaje como variables independientes. Finalmente, se realizó un análisis de partición de varianza para investigar la importancia relativa de la composición espacial y la configuración espacial del espacio verde urbano para explicar la variación de TA. Los resultados mostraron que (1) el rango de temperatura alcanzó 1.73 grados C durante el día y 2.94 grados C por la noche. El espacio verde urbano estaba fragmentado, especialmente a escalas pequeñas. (2) La correlación de Pearson entre TA y el porcentaje de espacio verde fluctuó con el aumento de la escala y fue generalmente más alta durante el día que durante la noche. (3) El patrón espacial del espacio verde urbano explicó hasta el 55% de la variación de TA, mostrando variaciones diurnas y efectos de escala (es decir, un máximo de 0.54 durante el día a 50 m de buffer y un máximo de 0.55 durante la noche a 400 m de buffer). (4) Un mayor porcentaje de espacio verde, parches de espacio verde más agregados y formas de espacio verde más simples pueden generar un efecto de enfriamiento más fuerte. (5) La importancia relativa de la composición espacial y la configuración espacial del espacio verde varió entre escalas espaciales y mostró variaciones diurnas. Estos resultados enfatizan el efecto de escala así como la variación diurna de la relación entre el patrón espacial del espacio verde urbano y TA. Estos hallazgos proporcionan orientación teórica para la planificación y gestión del espacio verde urbano para mejorar el entorno térmico urbano en ciudades subtropicales en rápido desarrollo como Changsha, China.