利用天门市1979—2010年棉花蕾期至吐絮期的平均气温、最高气温、降水量、日照等气象资料和棉花产量资料，采用线性趋势、滑动t检验、回归分析等方法，分析了天门棉花关键生育期气候变化和棉花产量变化特征及其相关性。结果表明：（1）棉花蕾期至花铃期、吐絮期两个时期的平均气温均呈升高趋势，蕾期至花铃期平均气温与吐絮期最高气温与棉花产量均呈极显著正相关。（2）棉花蕾期至花铃期、吐絮期两个时期的降水量变化波动较明显，前期变化较平缓，后期波动频繁，振幅增大。两段时期降水量与棉花产量均呈显著负相关。（3）棉花蕾期至花铃期、吐絮期两个时期的日照时数均呈明显减少趋势，日照时数对棉花产量影响不大。（4）棉花产量呈明显增长的趋势，平均每10 a产量增加990 kg/hm2。（5）棉花产量可以与棉花蕾期至花铃期和吐絮期降水量、蕾期至花铃期平均气温以及吐絮期最高气温建立极显著的多元回归方程。