Debido a la limitada investigación sobre las interacciones entre la vegetación de tierras de cultivo y el clima y la irrigación, este estudio utilizó el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) como indicador de vegetación de tierras de cultivo para describir la dinámica de la vegetación. La evapotranspiración potencial (PET) se calculó utilizando la ecuación de Penman-Monteith. Se utilizó un análisis de correlación parcial y un coeficiente de correlación de Pearson para determinar los mecanismos de respuesta espacial de la vegetación de tierras de cultivo a diferentes factores climáticos e irrigación en China para el período 1985-2015. Los resultados muestran que diferentes factores climáticos (precipitación, PET y déficit de agua) muestran correlaciones positivas con la vegetación de tierras de cultivo en China. Se observó una correlación más fuerte entre la vegetación de tierras de cultivo y los factores meteorológicos en el norte de China en comparación con las partes del sur; el tiempo de respuesta de los valores de NDVI de las tierras de cultivo a la precipitación se observó a corto plazo (1 a 3 meses) y a largo plazo (3 a 6 meses) en las regiones del norte y sur, respectivamente. En contraste, el tiempo de respuesta de los valores de NDVI de las tierras de cultivo a PET mostró una heterogeneidad espacial compleja. La mayoría de la vegetación de tierras de cultivo y las áreas con los mayores rendimientos potenciales de cultivos se encontraban en la parte oriental de China; estas áreas también requieren niveles más altos de irrigación, lo que beneficia los rendimientos potenciales de los cultivos. Este estudio puede proporcionar una mejor comprensión de los ecosistemas agrícolas y formular estrategias para la seguridad alimentaria.