Una escasez creciente de agua está amenazando el desarrollo sostenible de la agricultura en la Llanura del Norte de China (NCP). Cómo hacer un uso efectivo de los recursos hídricos inferiores y aliviar el impacto de la insuficiencia de recursos hídricos en los entornos agrícolas es uno de los problemas urgentes en la producción agrícola. Aunque la agricultura desempeña un papel importante en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), los efectos de la calidad del agua de riego en dichas emisiones en la NCP no están claros. En este estudio, utilizamos un experimento de incubación a corto plazo para probar los efectos de la calidad del agua de riego (agua subterránea (UW), agua salina (SW) y agua regenerada (RW)) y la frecuencia (alta (H) y baja (L)) en la regulación de las emisiones de GEI del suelo de la NCP. Los resultados indicaron que el tratamiento con RW aumentó las emisiones de CO y NO en un 15,00% y un 20,81%, respectivamente, y redujo la captación de CH en un 12,50% en comparación con el tratamiento con UW. Además, el tratamiento con SW disminuyó las emisiones de CO y NO y la captación de CH en un 35,18%, 40,27% y 20,09% respectivamente, en comparación con el tratamiento con UW. El agua de alta frecuencia añadida al suelo aumentó significativamente las emisiones de GEI para todas las calidades de agua aplicadas. En comparación con UW, el potencial de calentamiento global aumentó significativamente con RW_H y RW_L en un 26,48% y un 14,5% y disminuyó con SW_H y SW_L en un 32,13% y un 43,9%, respectivamente. En comparación con el aumento generado por el agua regenerada, cambiar las fuentes de agua de riego de agua subterránea convencional a agua salina (4 g L) reducirá moderadamente las emisiones de GEI bajo las condiciones de escasez de agua creciente en la NCP.