Актуальность работы обусловлена нарушением стационарности гидрологических характеристик под влиянием потепления климата и необходимостью учета изменений стока при гидрологических расчетах и прогнозах. Цель: оценка стационарности гидрологических характеристик и анализ направленных изменений стока реки Оби у г. Барнаула и связанных с ними основных стокоформирующих факторов – температур воздуха и осадков по данным метеостанции г. Барнаула. Методы: комплексный географо-гидрометеорологический анализ, статистический анализ временных рядов, включающий: оценку однородности рядов с использованием критериев Фишера и Стьюдента, тестов Петита, Буишанда и Александерсона; исследование направленных изменений с использованием линейных трендов. Результаты и выводы. Выполнен анализ стационарности рядов метеорологических и гидрологических характеристик по гидропосту Барнаул и метеостанции Барнаул за период с 1922 по 2020 гг. с годовым, сезонным и месячным разрешением; определены годы нарушения однородности временных рядов. На основании выделенных условно однородных периодов выполнена количественная оценка изменений среднемесячных и среднесезонных расходов воды. Проанализированы линейные тренды средних и максимальных расходов и уровней воды, температуры воздуха и осадков, выполнена оценка их значимости. Выявлены климатические причины изменений стока р. Оби. Установлено, что нарушение стационарности рядов гидрологических характеристик является следствием изменения климатических факторов формирования стока, в первую очередь, температуры воздуха. Наиболее значимые изменения стока заключаются в его перераспределении внутри года. Отмечено статистически значимое увеличение расходов зимней межени на 20–30 %. В половодье характерен рост расходов в апреле и снижение – в мае–июне, однако эти изменения статистически незначимые. На фоне увеличения среднегодовых расходов воды произошло уменьшение максимальных расходов и уровней воды, а также снижение дисперсии годового и максимального стока, что говорит об увеличении его естественной зарегулированности. Изменения стока в период зимней межени и половодья выходят за рамки естественных колебаний водности, т. к. существенно изменилось соотношение талого и базисного стока. Начало нового квазистационарного периода на р. Оби в верхнем течении приходится на 80-е гг. XX в., в отличие от рек Европейской части России, у которых нарушение стационарности рядов соответствует началу интенсивного роста температуры в 1970-х гг.