明晰碳盈亏时空变化及其驱动因素是制定低碳经济发展战略和有序推进“双碳”目标的重要依据。基于碳排放系数法和改进的CASA模型对长株潭都市圈2005、2010、2015、2020年的碳源、碳汇进行了估算。以此为基础利用空间自相关、标准差椭圆、地理探测器和GWR模型分析了都市圈碳盈亏的时空变化及其驱动因素。结果表明：(1)研究期间长株潭都市圈碳盈亏整体处于亏损状态且呈逐年增加趋势，但各区县变化趋势明显不同。(2)从空间上看，都市圈碳亏损从中部向四周呈减少的格局，碳盈亏重心持续向几何中心的西北方向移动，县域碳盈亏整体呈显著的空间正相关性，但在局部空间上表现出非均衡发展的集聚特征。(3)在影响长株潭都市圈碳盈亏的因素中，年太阳辐射(ASR)、经济发展(PGDP)和能源强度(EI)是影响碳盈亏的重要因素，人口规模(PS)、城市化水平(UL)、产业结构(IS)和绿化覆盖面积(GCA)也影响碳盈亏的时空变化。其中PGDP和ASR对碳盈亏的影响呈先增强后减弱的趋势，PS、IS和EI的影响则呈先减弱后增强的特征，而GCA和UL的影响逐年下降。各因素对碳盈亏的影响存在明显的空间异质性。PGDP、EI、UL和IS对碳亏损起促进作用，ASR和GCA则起抑制作用。GCA对碳亏损影响的空间异质性最强，EI的空间异质性最弱。研究结果可为长株潭都市圈低碳发展和生态保护提供参考。