Entender el crecimiento espacial de las ciudades es crucial para una planificación proactiva y una urbanización sostenible. La megápolis más grande y densamente poblada de Pakistán, Karachi, ha experimentado un crecimiento espacial masivo no solo en las áreas centrales de la ciudad, sino también en los suburbios y alrededores de la ciudad en las últimas décadas. En este estudio, el uso del suelo/cobertura del suelo (LULC) en Karachi se clasificó utilizando datos de Landsat y el algoritmo de bosque aleatorio de la plataforma en la nube Google Earth Engine para los años 1990, 2000, 2010 y 2020. Se utilizaron mapas de clasificación de uso/cobertura del suelo, así como una técnica de matriz de expansión urbana para analizar los patrones geográficos y las tendencias de la expansión urbana. Se determinaron seis clases urbanas, a saber, el núcleo urbano primario, el núcleo urbano secundario, el borde suburbano, el asentamiento disperso, el espacio urbano abierto y el área no urbana, para la exploración de los cambios en el paisaje urbano. Se predijeron escenarios futuros de LULC para 2030 utilizando un modelo CA-Markov. El estudio encontró que el área construida se había expandido de manera considerablemente impredecible, principalmente a expensas de tierras agrícolas. El aumento de los manglares y las tierras de pasto y arbustos demostró la efectividad de los programas de reforestación en la mejora de la cobertura vegetal en el área de estudio. La investigación de la alteración del paisaje urbano reveló que el núcleo urbano primario se expandió desde los distritos centrales, a saber, los distritos Central, Sur y Este, y un nuevo núcleo urbano secundario emergió en Malir en 2020. El modelo CA-Markov mostró que el área total construida urbana podría aumentar potencialmente de 584.78 km2 en 2020 a 652.59 km2 en 2030. El método integrado que combina teledetección, SIG y una matriz de expansión urbana ha demostrado ser invaluable para la investigación de la expansión urbana en una ciudad de rápido crecimiento.