城市热岛效应是一种城市综合问题，被认为是主导城市环境问题的主导因素之一，也是目前环境学研究的重要课题之一。南京市作为长江中下游大型城市，随着城市化进程不断加快，城市热岛效应问题也日渐突出，并同时引发一系列高温灾害、加剧污染等环境问题。这在一定程度上影响到城市居民的居住、生产、生活环境，也给城市的可持续发展带来严重影响。因此，展开对南京市热岛效应的研究是非常必要的。这对我们缓解热岛强度、合理规划土地利用类型，改善人居环境都具有十分重要的作用。本文以南京市主城区为研究对象，利用1986至2011年间10景稠密LandsatTM/ETM+热红外波段数据反演南京主城区地表亮温，通过选取伪不变特征点（PIF）及回归建模方法对多时相地表亮温图像进行归一化处理，得到相对温度，并进行热岛分级。研究结果表明：中心市区的热岛主体地位保持稳定，大面积低温、次低温区转换为中温区，次高温、高温区，热岛现象呈南北向扩张；自90年代以来，热岛面积呈上升趋势，其中21世纪以后的热岛面积增长幅度比90年代的略快，在最近的2007和2011年，热岛面积达到最大。同时也分析了热岛时空分布特征及异常现象产生的原因，主要由于城市化的加快导致南京城下垫面发生了变化。最后本文对减弱城市热岛效应提供了建议措施，为城市的科学建设提供辅助性意见，并就本次热岛效应研究中所遇到的有关问题进行讨论，为热岛问题的进一步研究提供参考。