La temperatura de la superficie terrestre (LST) es un indicador importante que refleja la condición del entorno ecológico. Como área sensible al cambio climático, dominar los cambios espaciales y temporales de la LST de verano en la cuenca del lago Bosten (BLB) ayuda a obtener información sobre la evolución del entorno térmico en la cuenca del lago Bosten y para el monitoreo a largo plazo de los cambios ecológicos básicos en la cuenca. Basado en datos de MOD11A1 de 2005 a 2020, este artículo investiga la variación de la serie temporal y espacial de la LST diurna y sus factores influyentes en la cuenca del lago Bosten utilizando clasificación de clases de temperatura de superficie, análisis de tendencias, el índice de Hurst y sondas geográficas. Los resultados muestran que (1) los pastizales de humedales en y alrededor de la estepa de Bayinbruck en la parte noroccidental del área de estudio exhiben un efecto de isla de calor durante el día, mientras que lo contrario es cierto por la noche. En términos de cambios temporales, los cambios de LST en la BLB fluctúan ampliamente, teniendo una tendencia general de aumento y luego disminución. (2) La tendencia decreciente de la LST de 2005 a 2020 es significativa durante el día y viceversa por la noche, y el cambio por la noche es mayor que durante el día. Las áreas con LST diurna significativamente más alta en el futuro se han expandido en comparación con el área que ocupan ahora, con una tendencia general de aumento constante. (3) El factor dominante de la variación de la LST tiene el mayor poder explicativo cuando se combinan la altitud y el NDVI durante el día y el mayor poder explicativo cuando se combinan el NPP y la temperatura por la noche.