La producción de arroz está amenazada por el cambio climático, particularmente por el estrés térmico (ET). La remobilización de carbohidratos no estructurales (CNE) es un mecanismo fisiológico clave que permite a las plantas de arroz hacer frente al ET. Para investigar el impacto del ET a corto plazo en la remobilización de carbohidratos no estructurales (CNE) en el arroz, se sometieron dos cultivares (Huaidao-5 y Wuyunjing-24) a diferentes regímenes de temperatura: 32/22/27 grados C como tratamiento de control, junto con 40/30/35 grados C y 44/34/39 grados C, durante períodos de 2 y 4 días en las etapas de espigado, floración y etapas combinadas (espigado + floración) en fitotrón durante los años 2016 y 2017. Los hallazgos revelaron que la concentración de CNE en el tallo aumentó, mientras que la concentración de CNE en las panojas, la eficiencia de la translocación de CNE desde el tallo y la contribución de CNE del tallo al rendimiento de grano mostraron un descenso constante. Además, las concentraciones de azúcares y almidón aumentaron en las hojas y tallos durante las etapas de llenado de grano tardío y madurez, mientras que en las panojas, la concentración de almidón disminuyó y la concentración de azúcares aumentó. El cultivar tolerante al calor, Wuyunjing-24, mostró una mayor acumulación de CNE en las panojas bajo ET que el cultivar sensible al calor, Huaidao-5, que tuvo una mayor acumulación de CNE en el tallo. La etapa de floración fue la más vulnerable al ET, seguida de las etapas combinadas y de espigado. Se utilizaron días de grado de calor (DGC) para cuantificar los efectos del ET en la acumulación y translocación de CNE, revelando que la etapa de floración fue la más afectada. Estos hallazgos sugieren que un ET severo convierte al tallo en el principal reservorio de carbohidratos, y la mitigación bajo ET combinado ayuda a evaluar la acumulación de CNE, beneficiando a los criadores en el desarrollo de variedades de arroz tolerantes al calor.