در عصر حاضر، با افزایش فعالیت‌های صنعتی و نادیده گرفته شدن مسائل زیست محیطی، اثرات تغییر اقلیم بیشتر نمایان شده و این پدیده را به عنوان یک معضل جهانی مطرح ساخته است. افزایش احتمال وقوع رخدادهای حدی اقلیمی مانند سیلاب و افزایش فرکانس و شدت آن از اثرات تغییر اقلیم است. منطقه‌ی شمال‌غرب کشور، به دلیل داشتن اقلیمی نیمه خشک و کوهستانی و درنتیجه تغییرپذیری بالای بارش، ازجمله مناطقی است که در معرض سیلاب‌های مخرب قرار دارد. بنابراین پهنه بندی در اثر تغییرات اقلیمی امری ضروری است. از اینرو در پژوهش حاضر بمنظور بررسی خطر پذیری سیلاب حوضه آذرشهر چای در اثر تغییرات اقلیمی ابتدا با استفاده از مدل گردش عمومی CanESM2 تحت جدیدترین سناریوهای انتشار گزارش پنجم هیئت بین الدول تغییر اقلیم، بدبینانه ترین سناریو RCP8.5 انتخاب و متغیر‌های دما و بارش با روش آماری SDSM ریز مقیاس گردانی شده ‌است. سپس با مدل هیدرولوژیکی SWAT رواناب روزانه، نقشه حوضه بندی و خطوط آبراهه‌ها حاصل شده است. نتایج ارزیابی مدل SDSM با ضریب تعیین و نش-ساتکلیف 0.95 به طور متوسط، بیانگر عملکرد خوب مدل در ریزمقاس نمایی داده‌های بزرگ مقیاس است. همچنین افزایش 0.23 درجه سانتی‌گراد دما و 4.53 درصدی بارش و دبی‌های حداکثر در دوره آتی 2059-2030 پیش‌بینی شده است. با مدل SWAT نقشه‌های پایه تحلیل و حوضه با تلفیق نقشه متوسط دبی حداکثر، ضریب شکل حوضه و فاصله از رودخانه که با رویکرد AHP پهنه بندی شده است. با توجه به پهنه بندی 41.55 درصد از مساحت حوضه در خطر بسیارکم وکم، 27.23 درصد خطر متوسط و 31.2 درصد در خطر زیاد و بسیار زیاد می‌باشد. همجنین با نقشه نهایی مشخص شد که اواسط حوضه به دلیل داشتن شرایط مستعد دارای خطر زیاد است و نیاز به انجام اقدامات مدیریتی دارد.