Seleccionamos 46 cultivares principales de trigo de invierno-primavera de las principales áreas productoras de trigo de China como materiales experimentales para aclarar las diferencias en los parámetros fisiológicos de su resistencia al frío y proporcionar una base teórica y germoplasma de alta calidad para la cría de resistencia al frío. Investigamos las diferencias en su resistencia al frío en condiciones de campo durante dos años consecutivos, y determinamos los parámetros fisiológicos de la resistencia al frío, el rendimiento y los indicadores de calidad de diferentes cultivares de trigo de invierno-primavera. Nuestros resultados mostraron que la resistencia al frío de los cultivares de trigo de invierno era mayor que la de los cultivares de trigo de primavera. Los contenidos de clorofila (Chl), azúcar soluble (SS), proteína soluble (SP) y prolina libre (Pro) de diferentes cultivares de trigo de invierno-primavera estaban positivamente correlacionados con la resistencia al frío, y el contenido de malondialdehído (MDA) estaba negativamente correlacionado con la resistencia al frío. Los cinco parámetros fisiológicos pueden ser utilizados como indicadores fisiológicos para la cría de cultivares resistentes al frío. La resistencia al frío, el rendimiento y los indicadores de calidad de diferentes cultivares de trigo de primavera e invierno fueron evaluados de manera integral utilizando el valor de membresía promedio y la puntuación integral. Se encontró que el valor de membresía promedio y la puntuación integral de los cultivares de trigo de invierno eran más altos que los de los cultivares de trigo de primavera. A través de la clasificación utilizando el método K-means, se seleccionaron los cultivares resistentes al frío, de alto rendimiento y alta calidad, a saber, Jimai23 (JM23), Jimai44 (JM44), Shannong57 (SN57) y Jinmai 919 (JM919).