[目的]为揭示黄河流域中游地区水-能源-粮食系统协同演变规律及其障碍因素。[方法]通过构建水-能源-粮食纽带关系评价指标体系，运用熵权法计算指标权重，解析2010—2021年系统协同演变特征，结合障碍度诊断模型识别关键制约因素。[结果]研究区水-能源-粮食纽带关系的时序演变呈3个典型阶段，2017年成为关键转折点，可持续指数由此前的稳步增长转为快速提升，区域最高值从0.56上升至0.74；空间格局从2010年的“凹”形分布演变为2020年的“凸”形分布，区域发展呈“陕西优势突出、山西稳中有升、内蒙古相对滞后”的特征，其中，宝鸡市可持续指数增幅达117.6%，而太原、包头等传统工业城市呈负增长；障碍因素呈显著的区域差异和动态演变特征，内蒙古自治区由工业化学需氧量排放（9.64%）转变为农业灌溉用水和能源消费的双重制约，陕西省工业化学需氧量排放的障碍度显著降低（从11.71%降至0.26%），但能源消费量的制约作用上升（10.13%），山西省工业化学需氧量排放的障碍度大幅下降（从13.9%降至0.15%）。[结论]水-能源-粮食系统协同发展受资源利用效率与产业结构的动态调控，研究提出的区域差异化障碍因子识别方法可为黄河流域生态保护与资源优化配置提供决策依据。