El cambio climático y la contaminación del aire están asociados con una variedad de resultados de salud, incluyendo enfermedades cardiovasculares y respiratorias. La evaluación de los efectos sinérgicos de la contaminación del aire y el aumento de la temperatura natural sobre la mortalidad es importante para comprender sus posibles efectos conjuntos en la salud. En este estudio, se evaluaron los efectos de modificación de la temperatura del aire sobre la asociación a corto plazo de las partículas finas en suspensión (PM) y el ozono (O) con la mortalidad por muerte no accidental (NAD) y la mortalidad por enfermedades cardiovasculares (CVD) utilizando el modelo aditivo generalizado (GAM) combinado con el modelo no lineal de rezago distribuido (DLNM) en áreas urbanas de Taiyuan, una representación de ciudades energéticas e industriales pesadas en el norte de China. Los datos sobre el número diario de muertes específicas por causa, las concentraciones de contaminantes del aire y los factores meteorológicos se recopilaron desde enero de 2013 hasta diciembre de 2019, y la temperatura se dividió en categorías bajas (percentil 75). Se observaron asociaciones significativas de PM y O con la mortalidad por NAD y CVD en el análisis de efecto único. También se observó un aumento estadísticamente significativo en las estimaciones de efecto de PM y O sobre la mortalidad por NAD y CVD en días de alta temperatura. Pero las asociaciones de estos no fueron estadísticamente significativas en días de temperatura media y baja. Al mismo nivel de temperatura, los efectos de PM y O sobre la mortalidad por CVD fueron mayores que los sobre NAD (1.74% frente a 1.21%; 1.67% frente a 0.57%), y los ancianos y los hombres parecieron ser más vulnerables tanto a las temperaturas más altas como a la contaminación del aire. Los resultados sugieren que el efecto agudo de PM y O sobre la mortalidad por NAD y CVD en la Taiyuan urbana se vio potenciado por el aumento de las temperaturas, particularmente para los ancianos y los hombres. Destaca la importancia de reducir la exposición a PM y O en áreas urbanas para disminuir la carga de salud pública en la situación de calentamiento global.