城市群作为城市化发展到一定阶段的产物,是目前社会经济发展中活跃的区域形态。城市群的健康、快速、协调发展,不仅能够加强城市群内城市间的联系,而且能更好的促进区域的一体化发展,发挥更大的辐射带动作用,为我国经济发展提供更大的潜力和更多的活力。党和国家高度重视区域的协调发展,将实施区域协调发展上升到新时代国家重大战略,明确指出要建立以中心城市引领城市群发展,以城市群引领区域发展的新模式推动区域板块间协同发展。以上海为核心的长三角城市群,以广州、深圳为核心的珠三角城市群和以北京、天津为核心的京津城市群是中国发育程度较高,一体化水平较高,经济发展较发达,综合实力较强的三大城市群,在我国经济增长与区域发展的过程中作用至关重要。同时三大城市群由于地理区位、经济发展、历史文化等因素又在规模分布、对外服务、职能功能、内部联系与联系网络结构方面有着诸多的差异。本文以三大城市群为研究区,以2005年、2010年、2015年为时间节点,通过定量测度三大城市的规模结构、外向服务能力与职能结构、内部联系及联系的网络结构,探究三大城市群空间结构的时空特征,并进行对比分析,进而为城市群的发展提供对策建议。主要得到的结论有:（1）三大城市群规模结构呈现分散分布特征。从人口规模来看,三大城市群大体上满足位序-规模分布,到2015年呈现分散分布的特征。从经济规模来看,三大城市群的内部经济规模差距均在缩小,朝着分散的方向演化,其中长三角多中心演化趋势最为明显。从综合规模分析,三个城市群均匀化水平较高,且均朝着综合规模均匀分布的趋势演化。（2）三大城市群外向服务水平与职能结构存在差异。京津冀城市群核心城市北京、天津没有充分发挥其对外辐射的能力。长三角核心城市上海在城市群中城市流强度占据绝对主导地位,但是外向服务行业的数量稍显单薄,仍然需要进一步提升产业外向服务的全面性。珠三角核心城市广州不管是在外向行业的数量还是质量上均处于很高的水平。核心城市深圳的城市流强度排名第四位,深圳虽然在外向行业数量上占据优势,但是质量不佳。职能结构方面,珠三角整个行业发展较长三角和京津冀更加均衡,核心城市广州城市职能多样化显著。（3）三大城市群内部联系及网络特征差异明显但都向增强趋势演化。长三角城市群城市潜力水平、整体联系水平高,城市潜力分布、联系强度分布都较为均衡。珠三角发展均衡性较弱,京津冀的整体水平和均衡性都欠佳。三大城市群内城市间联系强度在快速升高,同时城市群联系网络密度也在不断增强。针对城市群中心势分析,京津冀和长三角发展轨迹相同,从2005年到2015年,城市群发展经历了网络联系构建,网络联系形成,网络联系密切的过程。而珠三角在2005年已经基本形成了网络联系,10年间,网络联系朝着不断密集的方向演化。进而,本文提出了完善城市群内部等级体系,构建一体化空间结构格局;完善现有核心城市发展格局,充分发挥核心城市的引擎作用;加强空间联系,构建城市联系交通网络;构建城市群协调发展机制,强化城市群规划的管控作用的建议。