土地利用变化是地球关键带地表过程演变的重要表征。本研究基于渭河流域1980年、1995年和2010年3期土地利用数据、地形数据及河流汇演关系将研究区划分为渭河上游段、泾河段、北洛河段和渭河中下游段4个空间区域,综合利用土地利用动态度、类型动态趋势和土地利用转移矩阵的方法,定量分析了该流域的土地利用变化时空异质特征,并结合地形分布分析了其变化规律。结果表明:渭河上游段地形以丘陵为主,中下游段以山地和平原为主,而泾河段和北洛河段均以丘陵和平原为主。各空间区域土地利用类型均以耕地、草地和林地为主,土地利用转移也主要发生于这3种类型之间。1980~2010年间,渭河流域的耕地面积整体呈减小趋势,草地和林地面积整体上呈增长趋势,而建设用地面积持续增长。其中,耕地面积减少以渭河中下游段最为明显,减少498km~2,草地面积在渭河上游段与北洛河段减少,而在中下游段和泾河段有所增长,林地面积在4个区域中均呈增长趋势。在研究时段内,地形分区影响着土地利用类型的转化特征:山地区以耕地向林地和草地的转化为主;丘陵区以草地和耕地向林地的转化为主;平原区则主要以耕地向林地、草地和建设用地三者的转化为主,其中建设用地为主要转入类型。