Analisou-se as mudanças de parâmetros biofísicos e tendências de índices de extremos anuais da temperatura do ar na região de Sinop, Mato Grosso, considerando estações meteorológicas automáticas (EMA) instaladas em área urbana e rural. As estimativas das mudanças no uso do solo, albedo da superfície, saldo de radiação (Rn) e fluxos de calor sensível (H) e calor latente (LE) foram obtidas por imagens dos satélites Landsat 8 e Landsat 5, no mês de agosto dos anos de 2007, 2011 e 2017. Com o software Rclimdex, foram calculadas as tendências de seis índices de extremos dos valores máximos, mínimos e médios das temperaturas máximas e mínimas anuais, com calibração pelo método dos mínimos quadrados e significâncias estatísticas consideradas pelo teste de Fisher com nível de significancia igual a α: 0,05. Foram observadas mudanças no uso e ocupação solo e dos parâmetros biofísicos com aumento do albedo e redução do Rn para EMA na área rural, enquanto na estação urbana (UFMT Sinop) observou-se a inversão das parcelas de LE e H. Os índices de extremos indicaram tendência no aumento das temperaturas extremas na área urbana, sendo significativas as mudanças nos índices TNx, DTR, Tn90p e Tx90p. Na última década, com a expansão do município de Sinop-MT, ocorreram alterações nas tendências dos índices de extremos de temperatura, sendo estas, serem atribuídas as mudanças no uso do solo e parâmetros biofísico.