Como un factor altamente variable, el clima juega un papel crucial en la producción de trigo de invierno. Cuantificar su impacto en el rendimiento de los cultivos y determinar su importancia relativa es esencial. Este estudio utiliza el algoritmo de Bosques Aleatorios (RF) para evaluar los efectos del cambio climático en los rendimientos de trigo de invierno en la Llanura del Norte de China (1980-2020) y evaluar la sensibilidad del rendimiento a varios indicadores climáticos. Los resultados muestran que el modelo RF se desempeña bien en la simulación de los rendimientos de trigo de invierno en las regiones de siembra, con valores de RRMSE que van desde 12.88% hasta 22.06%, r de Spearman de 0.84 a 0.91 y R de 0.69 a 0.83. De 1980 a 2020, las tendencias climáticas afectaron negativamente los rendimientos de trigo de invierno en Beijing, Tianjin, Hebei, Shanxi y Jiangsu mientras promovían aumentos de rendimiento en Henan y Anhui. En general, un aumento del 10% en la precipitación tiende a mejorar los rendimientos, excepto en el norte de Hebei, el norte de Shanxi y Jiangsu. Un aumento del 10% en la radiación solar beneficia a la mayoría de las regiones, aunque conduce a reducciones de rendimiento en algunas áreas de Anhui y Jiangsu. Un aumento de 1 grado Celsius en la temperatura generalmente resulta en disminuciones de rendimiento, excepto en Beijing, el sur de Hebei y partes de Shanxi y Henan. Entre los tres predictores, la temperatura es la más influyente (33.81-44.19%), seguida por la radiación solar (29.01-37.47%) y la precipitación (23.27-30.88%). Estos hallazgos resaltan la necesidad de estrategias de manejo centradas en la temperatura y enfoques específicos para la región para optimizar los rendimientos de trigo y garantizar una producción sostenible ante el cambio climático.