تغییر اقلیم یکی از چالش‌های مهم مناطق خشک و نیمه‌خشک به‌شمار می‌رود که با برهم زدن چرخه آب، منابع آبی را به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. هدف پژوهش حاضر، تحلیل روند گذشته دما و بارش، ارزیابی تغییرات حجم آبدهی سالانه و بررسی چشم‌انداز اقلیم آینده در حوزه آبخیز تالاب مهارلو استان فارس است. برای این منظور، داده‌های بازتحلیل ERA5-Land و TerraClimate طی دوره 1991 تا 2022 (1370 تا 1401) به‌منظور بررسی روند اقلیم گذشته و همچنین برای ریزمقیاس‌نمایی خروجی مدل‌های منتخب CMIP6 در دوره آینده نزدیک 2040–2021 (1419-1400) تحت دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 به‌کار گرفته شد. آزمون‌های من–کندال و شیب سن نشان دادند که تمامی شاخص‌های دمایی شامل حدی و میانگین در سه دهه گذشته روند افزایشی بین °C1 تا °C3 داشته‌اند. در این میان، گرمایش شبانه و زمستانی غالب بوده و موجب کاهش دامنه دمایی شبانه‌روزی و فصلی شده است. بارش سالانه نیز کاهشی بوده و بیشترین افت در زیرحوضه غرب دریاچه، به‌عنوان منطقه اصلی تأمین‌کننده آب تالاب مهارلو، ثبت شده است. در این بخش، کاهش حجم آبدهی سالانه نسبت به کاهش بارش محسوس‌تر بوده است که می‌تواند ناشی از تغییر در شدت و توزیع زمانی بارش‌ها و افزایش تبخیر و تعرق در سال‌های گرم‌تر باشد. بررسی تصاویر ماهواره‌ای نیز روند کاهش سطح پیکره آبی تالاب را تأیید می‌کند. پیش‌بینی‌های اقلیمی، تداوم گرمایش بین °C1/1 تا °C5/1 و افزایش جزئی بارش بین %3 تا %6 را نشان می‌دهند، با این تفاوت که در آینده گرمایش روزانه و تابستانی شدیدتر خواهد بود. تداوم روند فعلی می‌تواند به خشکیدگی تالاب، افزایش گردوغبار شور و تشدید بیابان‌زایی در منطقه منجر شود و لزوم تدوین راهبردهای سازگاری اقلیمی را دوچندان می‌سازد.