【目的】探索耕地非粮化空间格局变化及其重心偏移趋势和迁移路径，为保护和可持续利用云南省耕地资源提供科学依据和辅助决策。【方法】基于云南省1980—2020年的土地利用空间数据，利用ArcGIS空间分析工具，获取过去40年耕地非粮化的空间分布数据，综合运用耕地非粮化速度模型、重心模型、耕地非粮化标准差异椭圆方法、空间自相关模型对云南省近40年耕地非粮化的空间分布、迁移路径与聚集特征进行分析。【结果】近40年来，云南耕地非粮化虽呈非均衡化发展态势，但其非均衡程度有降低的趋势，耕地非粮化最严重的区域集中在滇中城市群。1980年以来，昆明市、楚雄州和玉溪市耕地非粮化速度快于滇中其他地区和市州辖区。耕地非粮化重心空间迁移路径呈“旗帜”型形态，具体表现为先转向西南，随后转向东南，最后转向北方。云南省耕地非粮化空间聚集性总体呈下降趋势，“低—低”型聚类主要集中在西南、北部和南部少数地区，而“高—高”型聚类主要分布在东北、西南和南部；同时“高—高”和“低—低”聚类成为耕地非粮化空间特征演化的主要发展趋势。【结论】云南可耕地资源相对紧缺，耕地非粮化在时空格局上保留了不同程度的特征，存在时空转移路径分布的不平衡性，且耕地非粮化的时空聚集性突出。