La infraestructura natural es esencial para reducir el malestar térmico causado por el efecto de isla de calor urbano (UHI). Optimizar y planificar espacios verdes y azules puede ayudar a establecer estrategias de mitigación del calor urbano basadas en la naturaleza que beneficien el desarrollo urbano sostenible. La mayoría de los estudios actuales sobre la mitigación del calor urbano se han centrado en el efecto de reducción de calor de los espacios verdes o azules de manera aislada, mientras que ha habido una falta de investigación sobre los efectos de enfriamiento combinados de los espacios azules y verdes. Además, los modelos y métodos existentes de mitigación del calor no pueden guiar directamente la optimización de los patrones espaciales azul-verde a escala urbana. Esto ha llevado a una relación poco clara entre los efectos de mitigación del calor y los patrones espaciales azul-verde. Basándose en datos de uso del suelo, datos meteorológicos e información biofísica como insumos, este artículo utilizó el modelo de enfriamiento urbano InVEST (UCM) y el método de análisis de escenarios para simular patrones de mitigación del calor urbano al establecer diferentes escenarios de configuración de espacios azul-verde. La contribución relativa de los cambios en los espacios azul-verde a la variación de los beneficios de mitigación del calor se estimó cuantitativamente utilizando el método de comparación de diferencias, y la relación entre los efectos de reducción de calor y los patrones espaciales azul-verde urbanos se elucidó utilizando métodos de análisis espacial. Los resultados muestran que el UCM de InVEST capturó parte de la variabilidad en la respuesta térmica superficial de Wuhan y puede aplicarse a la modelización de patrones de mitigación del calor urbano. Además, muestran que considerar el efecto de enfriamiento de la evaporación del agua puede mejorar la precisión de la simulación hasta cierto punto. En Wuhan, hubo diferencias regionales en los patrones de mitigación del calor y el efecto de mitigación del calor fue significativamente mayor en los suburbios que en la ciudad. Adicionalmente, los parques urbanos, lagos y montañas con distribución superficial o en bloque tuvieron beneficios de enfriamiento notables. Finalmente, los resultados de la simulación de escenarios demuestran que el espacio verde fue más eficiente en la mitigación del calor, mientras que el espacio azul fue más crítico para la partición geográfica del UHI. Estos hallazgos pueden proporcionar una referencia para la planificación y gestión óptima de los espacios urbanos azules y verdes, así como para el diseño de políticas de reducción del calor.