京津冀地区是我国经济发展的“增长极”,京津冀区域经济发展失衡,创新动力不足、环境恶化、资源匮乏等一系列问题制约着京津冀经济的发展,区域经济系统协同发展的目的就是要发展绿色科技带动GDP增长,以科技创新驱动经济发展。区域经济系统是一个由经济、社会、科技创新、资源环境等要素共同构成的复杂系统。基于上述背景,本文综合运用协同学、系统动力学、可持续发展等理论,对京津冀区域的协同发展情况及运行机理进行了研究,论文研究的主要内容分为四个部分:(1)分别从经济、科技、环境、社会等四个方面对京津冀动力要素进行分析;从要素集聚、产业集聚、科技创新等方面对京津冀协同发展的动力机制进行分析;(2)在自组织理论、协同学理论基础上,运用复合系统协同度模型,构建京津冀地区经济、科技、环境、社会评价指标体系,实证分析京津冀区域有序度及协同度的变化趋势并分析原因;(3)分析京津冀区域经济系统的运行机理,应用系统动力学理论与方法,构建经济、科技、环境、社会的系统动力模型,对该系统基本行为进行仿真及政策调控设计;(4)设计五种经济系统发展方案(经济发展型方案、科技发展型方案、环境发展型方案、经济科技协同发展型方案、经济环境协同发展型方案),通过对比不同方案下的发展情况,找出适合京津冀的发展路径。研究结果发现:(1)京津冀区际协同发展的动力机制在于要素集聚、产业集聚、科技创新等方面,第三产业产值、全社会固定资产投资、专利申请量、专利授权量为京津冀协同的主要动力要素;(2)京津冀的科技、经济、环境、社会四个子系统是相互制约、相互联系的,固定资产投资、教育投资、三废处理率等是制约区域经济系统协同发展的关键变量;(3)区域经济发展要统筹经济、科技、社会服务、环境,只有改变传统的经济发展模式,用绿色科技指导区域的发展,才能使区域经济、科技、社会、环境系统有机结合,实现区域资源的优化配置,最终使京津冀走向协同可持续发展道路。