双城一体化使城市的功能、文化和制度更加完善，但也增加了潜在的生态环境风险，如热环境的恶化。然而，双城融合过程对城市热环境的影响尚未厘清。本研究以西咸都市圈为例，利用2000-2020年Landsat TM/ETM+/OLI影像数据与类NPP-VIIRS夜间灯光遥感数据，运用等值线树算法分别分析城镇发展和地表温度（LST）的时空变化特征，并运用双变量空间自相关探究二者的空间响应规律。结果表明：（1）西咸都市圈的城市一体化趋势明显，双城城镇空间范围向渭河趋近，2000-2020年西咸城镇扩张等值线树由3层8中心发展为10层33中心的复杂结构；（2）西咸都市圈热岛区域趋于连接，但西安和咸阳LST演化不同步， 2000-2015年西安LST等值线树演化为6层26中心，2020年简化至5层17中心，咸阳LST等值线树由1层持续趋于复杂至4层；（3）城镇扩张与LST演化间存在协同效应，2000、2005、2010、2015和2020年夜间灯光与LST的相关系数分别为0.414、0.566、0.456、0.369和0.401，城镇发展与地表温度呈正相关性，双城夜间灯光与地表温度的高高聚集扩大且趋于连接。本研究发现可以为西咸都市圈热环境管理和城市气候改善提供科学依据。

空间层次,城市扩张,城市热环境,双变量空间自相关,西咸都市圈