低温冷害是制约东北地区粮食产量的主要气象因素，了解低温冷害的演变规律及其对粮食产量的影响对于防灾减灾、合理搭配农作物品种熟期具有重要的指导意义。应用东北地区73个气象站1960—2004年温度资料以及ArcGIS地理信息系统技术和谐波分析方法，分析了≥10 ℃活动积温和持续低温指数的时空分布特征，评价了其对粮食和水稻产量的影响。结果表明，活动积温表现出由南向北、由西向东减少的趋势，持续低温指数表现出由南向北、由西向东增加的趋势。谐波分析表明，东北地区活动积温存在着明显的2.5~4 a的周期振荡，持续低温指数主要表现为2.5~5 a和10 a左右的周期振荡。粮食产量的波动带有明显的活动积温和持续低温指数的信息，纬度越高，粮食产量受活动积温的影响越大，受持续低温指数的影响越小。活动积温是制约东北地区粮食和水稻产量的最主要因素，但持续低温指数的影响也不容忽视，持续低温指数每增加1 d，会导致辽宁、吉林、黑龙江水稻平均单产分别下降6.2%、5.8%和2.1%。