利用西北地区222个测站1951—2005年共55年的地面最低温度观测资料，采用主值函数法、小波分析和MannKendall突变检验等方法，分析西北地区年平均地面最低温度的时间演变趋势、空间分布特征及周期变化。结果表明：西北地区年平均地面最低温度在青海高原、帕米尔高原、天山山脉和准格尔盆地东侧存在多个与海拔高度和纬度有关的闭合低中心。1951—2005年西北地区地面温度总体呈上升趋势，线性趋势率为027 ℃/10 a。西北地区在高原地区年平均地面最低温度增长最慢，河西走廊区域年平均地面最低温度增长最快。20世纪50年代到80年代年平均地面最低温度较低，1992—1993年期间有明显的突变，之后变暖趋势明显；小波分析表明西北地区年平均地面最低温度存在准28 a的周期变化。