La evaluación cuantitativa de la dinámica de la eficiencia en el uso del carbono y del agua en la Meseta Loess en el contexto del cambio climático complejo y sus mecanismos impulsores es importante para la mejora del entorno ecológico regional y el fortalecimiento de las funciones de servicio ecológico. Con el fin de evaluar el impacto del cambio climático y las actividades humanas en la eficiencia en el uso del carbono y del agua de la Meseta Loess, este estudio investiga las tasas de cambio espaciales y temporales en la EUC, la EUA y los factores meteorológicos a escala métrica de imagen utilizando regresión lineal unidimensional, investiga la correlación espacial entre la EUC y los factores meteorológicos utilizando análisis de correlación parcial, y cuantifica las contribuciones relativas de las actividades humanas a la EUC y la EUA utilizando análisis de residuos. Las conclusiones del estudio son las siguientes: (1) La EUC y la EUA de la Meseta Loess disminuyeron geográficamente de 2000 a 2020, y tanto la EUC como la EUA de la Meseta Loess mostraron una tendencia a la baja no significativa (p > 0.05), con la EUC cayendo a una tasa de 0.001/10a (a: año) y la EUA disminuyendo a una tasa de 0.047/10a (a: año). (2) De 2000 a 2020, los valores medios de la EUC y la EUA de la Meseta Loess fueron 0.60 y 1.75, respectivamente, con una clara diferencia espacial. (3) La EUC estuvo favorablemente vinculada con la precipitación en el 56.51% de la Meseta Loess, dispersa a lo largo de la parte centro-sur de la Meseta Loess y Mongolia Interior, mientras que la asociación sesgada con la temperatura no fue estadísticamente significativa y a menudo fue negativa. (4) Un examen de los residuos reveló que las actividades humanas afectaron la tendencia de la EUC y la EUA hasta cierto punto. Solo los residuos de la EUA de los bosques de hoja perenne mostraron una fuerte tendencia ascendente que fue considerablemente influenciada por las personas. En conclusión, este estudio utilizó datos de imágenes de teledetección y datos meteorológicos para analizar sistemáticamente los patrones dinámicos espaciales y temporales de la eficiencia en el uso del carbono y del agua en la Meseta Loess durante los últimos 21 años, así como las características de sus respuestas al cambio climático y a las actividades humanas, proporcionando así una guía teórica para el estudio de los ciclos de carbono y agua en los ecosistemas terrestres de la Meseta Loess.