La región semiárida del norte de China es altamente sensible a los cambios ambientales, especialmente la Pradera de Hulunbuir, que tiene un estatus ecológico esencial y un entorno frágil. Este estudio se centró en las características del NDVI de tres ecosistemas diferentes y sus factores dominantes de influencia. Se propuso un método para mostrar los efectos inmediatos de los factores que influyen en el NDVI a nivel estadístico. Los resultados mostraron que: (1) NDVI de humedal de llanura de inundación > NDVI de pradera > NDVI de cinta de arena. Hubo diferencias obvias entre los tres ecosistemas, y la distribución espacial del NDVI fue consistente con la altitud. (2) Los principales factores explicativos fueron el período fenológico, la humedad, la temperatura, la precipitación acumulada, el escurrimiento y la evaporación, que representaron el 68.8% de la explicación total. (3) El período fenológico, la humedad y la precipitación estaban correlacionados positivamente con el NDVI. La temperatura y la evaporación tuvieron un efecto positivo en el NDVI dentro de un cierto rango. Este estudio reveló las diferencias en los factores ambientales en diferentes ecosistemas, enriqueció la teoría de los factores que influyen en el NDVI y proporcionó una base científica para futuras investigaciones sobre el NDVI y la conservación ecológica regional.