El ecotono agro-pastoral de la provincia de Gansu, un componente crítico de la barrera de seguridad ecológica en el norte de China, se caracteriza por una notable fragilidad ecológica y sensibilidad climática. Investigar la dinámica de la vegetación en esta región es esencial para equilibrar la conservación ecológica y el desarrollo sostenible. Este estudio integró datos de teledetección MODIS/NDVI (2000-2020), factores climáticos, de uso del suelo y antropogénicos, empleando el análisis de pendiente de Sen, el coeficiente de variación, el índice de Hurst, la modelización geodetector y el análisis de correlación parcial para desentrañar sistemáticamente la evolución espaciotemporal y los mecanismos impulsores de la cobertura vegetal. Los hallazgos clave revelaron lo siguiente: (1) La cobertura vegetal mostró una tendencia creciente significativa (0.05 década), alcanzando su punto máximo en 2018 ( = 0.71), con un marcado gradiente espacial norte-sur (valores más bajos en las áreas del norte frente a valores más altos en las regiones del sur). Se observaron tendencias de verdor estadísticamente significativas ( < 0.05) en el 55.42% del área de estudio. (2) Las fluctuaciones interanuales de la vegetación fueron generalmente leves ( = 0.15), sin embargo, las regiones centrales mostraron una variabilidad de 2 a 3 veces mayor que las áreas del sur/noroeste. Las proyecciones futuras ( = 0.62) indicaron un crecimiento sostenido del NDVI. (3) Los factores climáticos dominaron la dinámica de la vegetación, con las horas de sol y la precipitación exhibiendo el mayor poder explicativo ( = 0.727 y 0.697, respectivamente), mientras que la interacción entre elevación y precipitación alcanzó la máxima capacidad explicativa ( = 0.845). (4) El NDVI se correlacionó positivamente con la precipitación en el 43.62% de la región ( = 0.47), mientras que la temperatura media, la temperatura máxima, la temperatura acumulada >=10 grados C y las horas de sol suprimieron el crecimiento de la vegetación ( = -0.06 a -0.42), confirmando la precipitación como el principal motor de la recuperación de la vegetación regional. El marco analítico multiescalar desarrollado aquí proporciona apoyo metodológico y empírico para la gobernanza ecológica de precisión en zonas de transición sensibles al clima, particularmente para optimizar las funciones de barrera ecológica en regiones áridas y semiáridas.