As ilhas de calor urbana (ICU) é um aumento da temperatura superficial (TS) e atmosférica, atingindo metrópoles e cidades médias do mundo. Alterações de uso da terra, clima e topografia modulam o fenômeno, compreender relação desses fatores possibilita identificar as causas de ICU. A pesquisa tem foco nesse âmbito, com análise TS, formação de ICU e relação com outras variáveis. O estudo foi na sexta maior cidade do estado de Minas Gerais (Montes Claros), em zona de clima AW (Köppen). A modelagem de TS foi a partir da banda termal Landsat 5 e 8 durante meses agosto de 1991, 2001, 2011 e 2018. Análise estatística multivariada foi aplicada entre informações de TS, variáveis de uso da terra e geomorfométricas. Entre 1991 a 2018 a TS aumentou, convertendo faixas de 22 a 26 °C para > 28 °C, com formação e aumento de 333% de ICU (ICU= > 4 °C média/período). Fatores naturais de radiação solar, altitude, índice de circulação do vento, e face de exposição de vertente influenciam na dinâmica de TS. Porém, o aumento de TS tem melhor relação com densidade urbana e com baixa cobertura vegetal. A redução do problema de ICU deve focar no planejamento de uso da terra e aumento de áreas verdes.