La escasez de agua limita el desarrollo sostenible de la agricultura china, y el riego deficitario como una nueva tecnología de riego puede aliviar eficazmente los problemas de escasez de agua y la ineficiencia en el uso del agua en la agricultura. En este estudio, se tomó como objeto de investigación el campo de algodón con riego por goteo bajo película en Xinjiang. Se utilizaron metaanálisis y aprendizaje automático para analizar cuantitativamente los efectos de diferentes prácticas de manejo agrícola, clima y condiciones del suelo en el rendimiento del algodón y la eficiencia en el uso del agua bajo riego deficitario, para investigar la importancia de los efectos de diferentes factores en el rendimiento del algodón y la eficiencia en el uso del agua, y para formular estrategias de optimización adecuadas. Los resultados mostraron que el riego deficitario aumentó significativamente la eficiencia en el uso del agua del algodón (7.39%) pero disminuyó el rendimiento del algodón (-15.00%) en comparación con el riego completo. Los tres niveles de riego deficitario (80~100% RI, 60~80% RI y 40~60% RI; RI: riego completo) mostraron una disminución significativa en el rendimiento del algodón y un aumento significativo en la eficiencia en el uso del agua. Bajo riego deficitario, la reducción del rendimiento del algodón fue la más pequeña y la eficiencia en el uso del agua del algodón aumentó más cuando se plantó con una película, dos tubos, un patrón de cultivo de seis filas, una frecuencia de riego >=10 veces, una aplicación de nitrógeno de 300~400 kg·ha, y una densidad de cultivo >=240,000 por hectárea, y se plantó con la serie de variedades de algodón Xinluzhong; el riego deficitario en áreas con temperatura media anual >10 grados C, evapotranspiración anual >2000 mm, precipitación anual.