根据天山山区10个气象台站1971-2006年的历史气候资料,采用线性回归、最大熵谱、Mann-Kendall和自然正交分解(EOF)等方法,对近36年的年平均气温、降水量、最大可能蒸散量和下垫面湿润指数等气候要素的基本变化特征进行了分析,结果表明:(1)近36年天山山区年平均气温呈升高趋势,降水量呈增多趋势,年最大可能蒸散量呈减少趋势,下垫面湿润指数呈增大趋势。受其综合影响,近36年天山山区气候呈较明显的暖湿化变化趋势。(2)突变检测表明,天山山区年平均气温在1976年发生了突变性的升高,降水量和湿润指数在1986年发生了突变性的增大,而最大可能蒸散量在1986年发生了突变性的减小。(3)36年里,降水量和湿润指数的变化不存在<36年的显著周期,而温度变化具有>36年、9年、4年和2.4年的显著周期,最大可能蒸散量变化具有>36年、5.1年和2.4年的显著周期。(4)10站的年平均气温、降水量、最大可能蒸散量和湿润指数等四要素的最主要空间分布特征均是同向变化。