【目的】系统研究玉米光合生理特性和产量、水分利用特性对灌溉的响应，为吉林省西部半干旱地区提供有效的灌溉运筹方式。【方法】2016-2017年，采用2年的大田试验，以华农887和先玉335为供试品种，设置T1、T2、T3和CK 4个灌溉处理，其玉米生育期内灌溉定额分别为200，120，40和0 mm，研究灌溉定额对玉米不同时期叶片光合特性、叶绿素荧光特性和产量及产量形成因素、水分利用特性的影响。【结果】T1处理2个玉米品种叶片的净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、气孔导度（Gs）和表观叶肉导度（AMC）在玉米4个发育时期中均显著高于CK。气孔限制值（Ls）均呈CK＞T3＞T2＞T1的变化趋势。T1处理的光系统Ⅱ的最大光合效率（Fv/Fm）、光系统Ⅱ的实际光合效率（ΦPSⅡ）在灌浆期和乳熟期中均显著高于CK；T1处理的光化学猝灭（qP）显著性高于CK，非光化学猝灭（NPQ）在灌浆期和乳熟期显著性低于CK。T1与T2处理间叶片光合特性和叶绿素荧光特性均无显著差异。灌溉定额条件下，2个玉米品种的产量、百粒质量显著高于CK。各灌溉处理玉米的耗水量表现为T1＞T2＞T3＞CK；以T2处理的水分利用效率（WUE）均为最高，华农887和先玉335 2个玉米品种在2016年分别达到26.69和29.11 kg/(mm·hm2)，2017年分别达到33.29和26.41 kg/(mm·hm2)。【结论】在吉林省半干旱区水分是限制玉米产量形成的重要因素，有效灌溉保持了叶片较旺盛的光合生理代谢水平，为其干物质生产奠定了生理基础，在生育期内灌溉定额为120 mm时，其产量、水分利用效率和光合生理特性均表现最佳，120 mm为吉林省西部半干旱地区的最佳灌溉定额。