城镇空间结构是城镇功能组织在地域空间上的投影，是经济、政治和文化等要素综合作用的结果，又是实现区域经济社会更好的发展与资源合理利用的基础。在经济全球化、一体化的新时代背景下，我国城镇化进入了快速发展阶段。为适应新的发展形势，优化区域城镇空间结构，对提升区域城镇的经济能力和功能具有重要意义。本文以济宁区域城镇为研究对象，归纳总结了国内外关于区域城镇空间结构的研究进展以及相关理论，界定了区域城镇空间结构的概念。然后，运用历史分析方法，分为古代、近现代、当代三个阶段对济宁城镇空间结构的历史演变进行研究，并总结出在不同的阶段受多种因素的影响表现出不同的特征。运用定性和定量相结合的方法对济宁城镇空间结构的现状进行分析研究，主要测算城市首位度、空间关联维数、聚集维数、综合实力、城镇相互引力，得出济宁空间结构现状特征。运用灰色关联分析并结合定性方法，分析了济宁空间结构演化的影响因素。最后，为了适应经济发展新形势，提升济宁整体实力，针对济宁城镇空间结构现状、存在的主要问题，结合济宁城镇空间结构发展趋势，提出了优化济宁城镇空间结构的具体途径和对策。