Mejorar la eficiencia de la asignación de factores en la producción de alimentos es la base para acelerar la formación de una nueva productividad de calidad y lograr una transformación verde agrícola. Sin embargo, no ha habido un enfoque académico en sus mecanismos y las interacciones involucradas. Esta exploración es una referencia importante para mejorar la capacidad de producción verde de las principales áreas productoras de granos. En este estudio, se seleccionaron 13 ciudades a nivel de prefectura en la provincia de Heilongjiang, la base de producción de granos más grande de China, como muestras de investigación. Se construyó un modelo para identificar la mala asignación de factores y la productividad total de factores verdes de granos (AGTFP) para identificar las diferencias espacio-temporales en la mala asignación de factores y la productividad total de factores verdes. Se utilizó un modelo de efectos fijos para explorar el impacto de la mala asignación de un solo factor y la interacción de la mala asignación de dos factores con AGTFP. Los resultados muestran que de 2004 a 2022, la AGTFP en las 13 ciudades a nivel de prefectura en la provincia de Heilongjiang ha mostrado una tendencia de crecimiento lento. Los efectos inhibitorios de la mala asignación de un solo factor de tierra, trabajo y capital en la productividad total de factores verdes se potencian secuencialmente. Los efectos de interacción de la mala asignación de capital y la mala asignación de trabajo y la mala asignación de trabajo y la mala asignación de tierra refuerzan los efectos inhibitorios de la mala asignación en la AGTFP. Por lo tanto, es necesario promover aún más la optimización de los factores de producción y mejorar la capacidad de producción verde de granos.