快速城市化形成超大城市导致地表覆盖快速变化,改变地表热平衡,使得城市热环境剧烈变化.以1990s,2000s和2015年这3个时期为研究时相,选取中外6个典型超大城市(北京、上海、广州、伦敦、纽约和东京)为研究对象,多时相Landsat遥感影像为主要数据源,进行城市热环境变化对比及成因分析.利用普适性单通道算法反演各城市地表温度,计算城市热岛比例指数(urban　heat　island　ratio　index,URI)来定量对比研究期间各城市热岛效应时空变化.城市热岛效应对比研究结果表明,1990s—2015年间,北京、上海和东京的URI呈总体上升趋势,广州、伦敦和纽约的URI呈总体下降趋势.到2015年,东京城市热岛效应最严重(URI=0.630),其次是北京、上海、纽约和广州,分别为0.617,0.594,0.555和0.530,伦敦的URI指数最小为0.433.整个研究期间,北京、上海、广州和东京等超大城市均有较大幅度扩张,建成区面积均增加500　km2以上,不透水面面积增加370　km2以上,不断向外蔓延并占用生态用地,加上城市组团间无法形成良好的绿化分隔带,造成城市地表温度等级大幅上升,尤其是新城区热岛效应增强显著;而在老城区通过旧城改造,热环境得到显著改善.伦敦和纽约城市无明显扩张,地表温度变化幅度较小.在今后城市建设中,需注重生态理念,优化城市地表空间格局,提高生态用地效益.