黄河流域是国家生态安全的重要屏障，其沙漠化治理是夯实流域高质量发展基础的关键环节。在2000年以来中国北方沙漠化整体逆转的背景下，本研究对黄河流域2000—2020年的沙漠化过程进行了遥感监测，并采用定量方法揭示了驱动流域沙漠化过程的主要因素及其相对贡献率。结果表明：（1）黄河流域的沙漠化土地主要集聚在流域中上游，且以中度和重度沙漠化土地为主；2000—2020年流域沙漠化土地净减少7 529 km~2，减少了5.6%，其中，极重度沙漠化土地持续减少了47.1%，而轻度、中度和重度沙漠化土地有所增加，且增加趋势于2010年后明显放缓；空间上，沙漠化土地进一步向流域上游缩聚。（2）沙漠化逆转区在流域内分布广泛，面积为35 542 km~2，占比26.5%；沙漠化发展区分布相对零散，面积为2 823 km~2，占比2.1%；沙漠化逆转与发展分别以向较其自身沙漠化程度轻一级和重一级的沙漠化土地的转移为主，且2010年后转移趋势同样明显放缓。（3）黄河流域2000—2020年的沙漠化动态区内，由气候变化和人类活动共同驱动的面积占比为89.67%，由单独的气候变化和单独人类活动驱动的面积占比分别为7.30%和3.03%。总体上人类活动的相对贡献率（54.91%）高于气候变化的相对贡献率（45.09%），但人类活动的相对贡献率随着气候变化相对贡献率的上升而有所下降。本研究可为黄河流域生态保护和高质量发展战略中关键的沙漠化治理提供决策依据，并为实现黄河流域高质量发展提供重要理论支撑。