Durante el período que precede a la temporada de crecimiento de la vegetación (GS), la temperatura emerge como el factor clave que determina la fenología en los ecosistemas terrestres del norte. A pesar de la extensa investigación sobre el impacto de la temperatura media diaria (T) durante el período de pretemporada, la influencia del rango de temperatura diurna (DTR) en la fenología fotosintética de la vegetación (es decir, el impacto del ciclo fotosintético de las plantas en la escala de tiempo estacional) ha sido en gran medida descuidada. Utilizando un conjunto de datos de fenología fotosintética de la vegetación a largo plazo y datos climáticos históricos, examinamos la dinámica de la fenología fotosintética de la vegetación y las respuestas al cambio climático en las latitudes medias-altas del hemisferio norte desde 2001 hasta 2020. Nuestros datos revelan una tendencia de adelanto en el inicio de la GS (SOS) de -0.15 días por año, afectando al 72.1% del área estudiada. Esto es particularmente pronunciado en el oeste de Canadá, Alaska, el este de Asia y las latitudes al norte de 60 grados N. Por el contrario, el final de la GS (EOS) muestra una tendencia de retraso de 0.17 días por año, impactando al 62.4% del área estudiada, especialmente en el norte de América del Norte y el norte de Eurasia. La influencia colectiva de un SOS más temprano y un EOS retrasado ha resultado en una notable prolongación de la duración de la GS (LOS) de 0.32 días por año en las últimas dos décadas, afectando al 70.9% del área estudiada, siendo Eurasia y el oeste de América del Norte particularmente notables. Los coeficientes de correlación parcial del SOS con la T de pretemporada, DTR y la precipitación acumulada exhibieron valores negativos en el 98.4%, 93.0% y 39.2% del área de estudio, respectivamente. Sin embargo, hubo variaciones regionales distintas en la influencia de los factores climáticos sobre el EOS. Los coeficientes de correlación parcial del EOS con la T de pretemporada, DTR y la precipitación fueron positivos en el 58.6%, 50.1% y 36.3% de la región, respectivamente. Nuestros hallazgos revelan los intrincados mecanismos que influyen en la fenología fotosintética de la vegetación, teniendo una importancia crucial para entender la dinámica de la captura de carbono dentro de los ecosistemas terrestres en medio del cambio climático.