水资源是农业生产的重要物质基础,其能否可持续利用将影响农业基础作用的发挥。粮食主产区担负农业生产主体功能,但受节水灌溉设施不完善、水资源供需矛盾加剧和水环境恶化等现实瓶颈的制约,粮食供给安全受到严重威胁。粮食主产区农业水足迹的研究可以为缓解农业用水压力和实现农业可持续发展提供政策依据。因此,本研究首先以粮食主产区为研究区域,在农业发展和水资源利用现状分析的基础上,基于水足迹理论运用自上而下法测算了2000-2019年粮食主产区农业水足迹。其次,本研究通过分析核密度曲线的分布延展形态,探析农业水足迹的时间演化特征;通过分析全局莫兰指数和局部莫兰指数散点图,探析农业水足迹的空间分布差异。最后,本研究通过模型适用度检验,建立考虑空间效应的空间杜宾模型对农业水足迹的影响因素进行空间计量分析。研究的主要结论为:（1）从粮食主产区农业水足迹的时序变化特征来看,2000-2019年农业水足迹整体呈倒“N”形波动下降趋势,并逐步稳定在150亿m~3以下,各省区农业耗水与期初相比均有不同程度的减少。2000-2019年粮食主产区农业水足迹存在极化现象,整体内部差异呈缩小趋势,低值省区发展态势强劲。从农业虚拟水贸易情况来看,2000-2019年粮食主产区农业虚拟水贸易量呈现缓步增加再减少的态势,绝大部分省区开始抑制农业虚拟水输出。（2）从粮食主产区农业水足迹的空间分布差异来看,粮食主产区农业水足迹在全局上呈现显著的正空间自相关,在局部上呈现高-高聚集和低-低聚集的空间聚集特征,两极分化的趋势明显。其中,内蒙古和东北三省处于低值聚集区,其农业水足迹明显低于其他地区,而黄淮海地区则处于高值聚集区。粮食主产区大多数省区的农业水足迹空间依赖性较强,存在一定的空间屏障和路径锁定特征。（3）从粮食主产区农业水足迹的影响因素来看,政策因素、节水技术、社会发展、经济发展和产业结构调整均能显著抑制农业水足迹的增加,但政策因素和节水技术的抑制作用明显小于其他因素,而农业生产和自然因素对农业水足迹具有显著的正向影响。分解效应分析结果显示,节水技术和产业结构的负向空间溢出效应较强,农业生产和自然因素的正向空间溢出效应较强,均能显著影响邻近地区农业水足迹。