本发明公开了一种考虑多要素空间依赖性的区域蒸散发变化归因分析方法，所述方法包括：步骤一、搜集研究区的气象要素、地理要素、人类活动要素数据集及研究区内水文站点径流数据；步骤二、数据前处理；步骤三、利用空间聚类方法对研究区内不同流域进行聚类分区，在每个分区内采用多元线性回归方法筛选Budyko水热耦合平衡方程中流域特征综合参数的主控因子；步骤四、基于层次贝叶斯模型构建考虑多要素空间依赖性的流域水热耦合平衡模型；步骤五、利用弹性系数法定量区分各要素对区域蒸散发变化的影响。本发明方法可以考虑多要素空间依赖性对于区域蒸散发变化的影响，提高了流域水热耦合平衡模型的模拟精度，进而有助于准确定量区分各要素对蒸散发变化的贡献，对于区域水资源调控和科学管理、农业生产和生态建设具有重要意义。