Con el rápido desarrollo de la industrialización y la urbanización, el problema de la contaminación ambiental del suelo se está volviendo cada vez más prominente, especialmente en lo que respecta a la contaminación por metales pesados, que ha atraído una atención académica significativa. La cuenca superficial formada por la línea de agua está influenciada por diversos factores como la topografía, las emisiones industriales y el escurrimiento agrícola, lo que resulta en un proceso complejo de migración y acumulación de elementos de metales pesados de múltiples fuentes. En este estudio, se analizaron de manera integral las características de contaminación y las fuentes de elementos de metales pesados Hg, As, Pb, Ni, Cd, Cr, Cu y Zn en 165 muestras de suelo superficial de la cuenca del río Manghe en la ciudad de Jiyuan utilizando una variedad de métodos, incluyendo estadísticas, geoestadísticas, análisis de factores enriquecidos y el Modelo de Factorización de Matrices Positivas (PMF). Los resultados mostraron que las concentraciones de Hg, Cd, As, Cu, Pb y Zn superaron sus valores de fondo correspondientes con diferentes grados de enriquecimiento. Notablemente, los contenidos promedio de Cd, Hg y Pb fueron 26.70 veces, 3.69 veces y 4.49 veces más altos que los de los suelos chinos en promedio, respectivamente, mostrando características de enriquecimiento obvias. Además, había patrones de distribución espacial distintos para cada elemento de metal pesado; Ni y Cr exhibieron tendencias similares controladas principalmente por el material parental, mientras que las actividades humanas afectan significativamente a los otros seis elementos formando áreas de alto valor alrededor de la minería y las industrias relacionadas. Es notable que Cu, Hg y Zn fueron influenciados por la dirección del viento dominante en otoño e invierno, formando zonas sub-altas en áreas forestales del sur; mientras tanto, Cu y Zn también fueron influenciados por la aplicación de fertilizantes agrícolas así como por el escurrimiento superficial, lo que llevó a áreas secundarias de alto valor en las zonas de tierras secas. Un análisis adicional reveló una correlación positiva significativa entre estos elementos de metales pesados, sugiriendo que pueden compartir fuentes comunes. A través del Modelo PMF, se identificaron cuatro factores principales, con el factor 2 (36.25%), el factor 1 (23.00%), el factor 3 (21.20%) y el factor 4 (19.55%) clasificados en orden descendente de tasa de contribución. La contaminación por metales pesados en el área de estudio se atribuyó a actividades antropogénicas y factores naturales, representando el 63.75% y el 36.25%, respectivamente. La minería de carbón, la fundición de la industria química, las emisiones de vehículos y el uso excesivo de agroquímicos fueron identificados como las principales fuentes de contaminación por metales pesados. Estos contaminantes ingresaron al suelo a través de emisiones directas, deposición atmosférica, transporte y actividades agrícolas, ejerciendo un impacto significativo en el medio ambiente del suelo. Por lo tanto, profundizar en el patrón de distribución espacial de la contaminación por metales pesados en el suelo y el análisis preciso de sus fuentes son de gran importancia para el tratamiento y la remediación efectivos de la contaminación por metales pesados en pequeñas cuencas, manteniendo una ecología del suelo saludable y salvaguardando la salud humana.