全球城市化进程加速导致城市空间形态剧烈演变，由此引发的热岛效应已成为制约城市可持续发展的关键瓶颈。本研究以深圳市为研究对象，综合运用空间分析、生态风险评价和机器学习方法，系统解析了12个城市空间形态指标与热环境风险的耦合关系。研究发现：（1）热环境风险呈现显著的空间分异特征，表现为中心城区高、外围区域低，且2000—2020年间风险水平持续攀升，热岛效应随城市扩张不断向外围蔓延；（2）线性回归分析表明建筑密度与地表温度（LST）呈显著正相关，而绿地核心区密度等指标则呈负相关，其中建筑密度影响最为突出，但多元回归模型解释力有限（R

2

=0.458 6）；（3）机器学习模型对比显示，LightGBM模型预测性能最优（R

2

=0.576 5

RMSE=0.051 3），有效揭示了城市空间形态与热环境风险间的非线性作用机制。