پدیدة جزیرة حرارتی شهری، با توجه به دگرگونی های هواسپهری همراه با افزایش شهرنشینی، طی سال های واپسین شدت یافته است. الگوهای فضایی- زمانی ترکیبات بیوفیزیکی که دربرگیرندة پوشش گیاهی، سطح نفوذناپذیر و نوع خاک در شهرند جزایر حرارتی شهری را تحت تأثیر چشمگیری قرار می دهند. هدف از این پژوهش مطالعة نقش پارامترهای بیوفیزیکی شهری در شکل گیری و خوشه ای شدن جزایر حرارتی شهری مشهد مقدس است. به منظور دستیابی به هدف مطرح شده، تصاویر حسگرهای OLI و TIRS ماهوارة لندست 8 برای اوت سه سال 2013، 2014 و 2015 استفاده شد. برای استخراج مقادیر UHI از LST، از یک رویکرد نوآورانة شیء گرا استفاده شد؛ به طوری که پس از محاسبة دمای سطح زمین (LST) با استفاده از شاخص محلی همبستگی مکانی (LISA) خوشه های گرم و سرد جزایر حرارتی مشهد استخراج شدند. برای ارزیابی ترکیبات بیوفیزیکی شهر مشهد نیز سه شاخص NDVI، NDBI و NDBal به کار برده شد. نتایج نشان داد در تحلیل همبستگی دوبه دو پارامترهای بیوفیزیکی با دمای سطح زمین، با شدت مقدار LST، ناهمگنی فضایی خوشه ها به شکل غیرخطی افزایش می یابد. تحلیل های مکانی سه نوع جزیرة حرارتی شهری را آشکار کرده است: جزایر حرارتی پیرامونی، جزایر حرارتی کانونی و جزایر حرارتی خطی. تحلیل خودهمبستگی فضایی با شاخص های موران و گری نشان از مقداری کاهشی دارد که مبین ازبین رفتن نظم فضایی دمای سطح زمین شهر مشهد است. همبستگی مکانی با شاخص موران محلی بر افزایش وسعت جزایر حرارتی گرم در طول دوره های مورد مطالعه تأکید داشته است.