Las sequías frecuentes pueden tener influencias negativas en el ecosistema (es decir, la vegetación terrestre) bajo condiciones climáticas de calentamiento. En este estudio, se utilizó primero el método de regresión lineal para analizar las tendencias en el cambio de la vegetación (índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI)) y los índices de sequía (Índice de Precipitación Estandarizado (SPI) e Índice de Evapotranspiración de Precipitación Estandarizado (SPEI)). Luego, se utilizó el análisis de correlación de Pearson para cuantificar los impactos de la sequía en la vegetación terrestre en la Cuenca del Río Weihe (WRB); en particular, también se investigó el tiempo de respuesta de la vegetación a múltiples escalas temporales de sequía (RTVD) en la WRB. Los resultados del análisis de tendencias indicaron que el 89.77% del área de la cuenca mostró una tendencia significativa al aumento en NDVI de 2000 a 2019. También hubo variaciones significativas en NDVI durante el año, con la tasa más alta en junio (0.01) y la tasa más baja en enero (0.002). De 2000 a 2019, el SPI y el SPEI en diferentes escalas temporales en la WRB mostraron una tendencia general al aumento, lo que indicó que la sequía se estaba aliviando. Los resultados del análisis de correlación mostraron que el tiempo de respuesta de la vegetación a la sequía en la WRB de 2000 a 2019 fue significativamente heterogéneo espacialmente. Para NDVI a SPEI, el tiempo de respuesta de 12 meses se distribuyó ampliamente en el norte; sin embargo, el tiempo de respuesta de 24 meses se distribuyó principalmente en la cuenca media. El tiempo de respuesta de NDVI a SPI fue corto y se concentró principalmente en 3 y 6 meses; en detalle, el tiempo de respuesta de 3 meses se distribuyó principalmente en el este, mientras que un tiempo de respuesta de 6 meses se distribuyó ampliamente en el oeste. En otoño e invierno, el tiempo de respuesta de NDVI a SPEI fue más largo (12 y 24 meses), mientras que el tiempo de respuesta de NDVI a SPI fue más corto (3 meses). A partir del coeficiente de correlación máximo, la respuesta de los pastizales a la sequía (SPEI y SPI) en diferentes escalas temporales (es decir, 6, 12 y 24 meses) fue mayor que la de las tierras cultivadas, los bosques y las superficies artificiales. Los resultados pueden ayudar a mejorar nuestra comprensión de los impactos de los cambios climáticos en la cobertura vegetal.