近年来，城市空气质量问题对社会经济活动和公众健康造成了一定的影响，伴随着大量人口和社会经济活动在城市地区的聚集，与此相关的城市空气质量问题逐渐成为学界和民众广泛关注的主题。因此，对中国城市空气质量的宏观格局和区域差异进行科学评价并探究其相关影响因素，对城市空气污染治理具有重要的理论和实践意义。中国自2013年年初实施新的空气质量标准(GB3095-2012)以来，粒径小于等于2.5μm颗粒物(PM2.5)和臭氧(O3)与原先的一氧化碳(CO)、粒径小于等于10μm颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)一共六种污染物一起被列入监测指标，并由环境保护部信息发布平台每日公布各项污染物浓度数据。与此同时，国家环保部发布了一套全新的包括PM2.5和O3在内的空气质量指数(Air Quality Index，AQI)，作为城市空气日报进行发布。　　本研究利用中国国家环境监测中心数据、国家统计局数据、国家环境保护部数据发布平台数据、中国科学院资源与环境科学数据库数据等，建立了2014年161个城市、2015年366个城市、2016年366个城市的城市空气质量指数(AQI)逐日数据库，以及113个环境保护重点城市2014年至2015年的城市空气污染物浓度数据库，并构建了样本城市的自然资源环境与社会经济状况相关数据库。在此基础上，利用分区统计分析法、空间插值法、空间聚类分析法、空间冷热点分析法等进行城市空气质量时空演变格局的刻画和分析，并构建了地理探测器模型以探究中国城市空气质量的区域差异及其影响因素。进而以环保重点城市为研究对象，利用熵权法构建城市空气质量综合指标并用核密度分析法来探究环保重点城市空气质量的差异，再利用空间效应回归模型等方法来深入分析城市空气污染物的影响因子。最后依据研究结论对城市空气的治理问题提出相关政策建议。　　本研究主要结论包括:　　(1)从2014年到2016年，中国城市AQI年平均值逐年降低，表明中国城市空气质量在一定程度上持续趋好。然而，中国城市空气质量的周期性变化过程显示，冬季的城市空气质量指数普遍较高，城市空气质量较差，指数波动幅度较大;而夏季的城市空气质量指数相对较低，城市空气质量较好，指数较稳定。　　(2)在全国和区域尺度上，一个周期年内，城市空气质量均表现出由差逐渐趋好再逐渐变差的变化趋势，但区域之间的城市空气质量差异较为明显。中国城市AQI的达标率表现出明显的空间分层异质性。　　(3)中国城市AQI的MoransⅠ指数和环保重点城市的空气污染物核密度分析结果，均表明中国城市空气状况具有明显的集聚趋势。京津冀地区、长江中下游、华北地区为热点聚集区域，该区域内城市空气质量较差。中国东南沿海区域为冷点集聚区域，该区域内城市空气质量较好。　　(4)中国不同地区的城市AQI值的主要影响因素不同。气象条件和工业污染对城市AQI的影响显著，但城镇化因素在全国范围内的影响作用有限。总体而言，工业化因素对具有较高工业化水平的地区有较大的影响。气象条件在改善空气质量方面发挥了重要作用，而地形条件对地形变化较大地区的空气质量的影响更加显著。　　(5)对环保重点城市的细化研究结果表明，城市空气质量综合指数(CAQI)更能够全面反映六种主要空气污染物对城市空气质量的影响。CO和SO2是中国重污染城市的两大主要污染物，但城市的主要空气污染物类型因区域的不同而有较大差异，重污染地区的污染物类型更加多样，更易产生混合污染物和二次污染物。　　(6)城市空气污染存在明显的空间溢出效应。环保重点城市空气污染物的空间效应回归模型结果表明城市之间的空气质量存在明显的相互影响作用，邻近城市之间的空气质量相互影响程度较高。城市间空气的联防联控将有助于改善中国城市空气质量的整体水平。