El clima es uno de los factores clave que impulsan los cambios en la vegetación, y la respuesta de la vegetación al clima a menudo ocurre con un retraso temporal. Sin embargo, la investigación sobre la respuesta acumulativa retrasada de la vegetación a factores meteorológicos en regiones de gran escala es limitada. Por lo tanto, este estudio primero evaluó el rendimiento de los productos de Productividad Primaria Bruta (GPP) proporcionados por el Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) y Penman-Monteith-Leuning (PML) durante los últimos 20 años en China y luego determinó las relaciones retrasadas entre el GPP y los principales factores meteorológicos en diferentes regiones y tipos de uso del suelo en China, basado en un análisis de correlación parcial. Los resultados indican que (1) GPP_PML supera a los productos GPP_MODIS en el contexto regional de China; (2) el GPP regional de China ha mostrado una tendencia fluctuante al alza durante los últimos 20 años, con un aumento escalonado en el promedio multianual desde el noroeste interior hasta las regiones costeras del sureste, y una mayor contribución de las regiones del sur que de las del norte; (3) a diferencia de la reciente tendencia al alza en las temperaturas regionales, tanto la precipitación como la radiación han disminuido, mostrando estos dos factores tendencias multianuales completamente opuestas en la mayoría de las regiones; y (4) la proporción de regiones con efectos retrasados del GPP sobre los factores meteorológicos es mayor que aquellas con efectos acumulativos en China. Entre estos, el GPP exhibe una mayor proporción de respuesta retrasada de 3 meses a la precipitación, que es particularmente pronunciada en altitudes entre 500 y 2500 m y por encima de 5500 m. La proporción de áreas sin respuesta acumulativa retrasada a la temperatura y radiación con GPP en China es la más alta debido a la influencia de más tierras áridas y pastizales en el interior noroeste. Al mismo tiempo, los pastizales y las tierras áridas tienen una mayor proporción de respuestas acumulativas no retrasadas a la temperatura y la precipitación. Este estudio contribuye a nuestra comprensión de la dinámica de la vegetación en el contexto del cambio climático global y proporciona una base teórica para la conservación ecológica regional y el desarrollo coordinado de alta calidad.