自20世纪50年代城市群出现以来，城市群地区日益成为区域社会经济发展的先导区域，已经引起国内外众多学者和政府决策部门的高度重视。城市群空间结构理论是研究城市群空间特征及其演化规律的基本理论，空间布局模式是实施区域开发的重要内容之一。深入研究城市群空间结构演化过程及其布局模式，将更好地发挥城市群整体的经济优势，提升城市群的竞争力，促进区域经济的可持续发展。 本文运用系统动力学思想和建模理论，依据区域空间结构演变和城市群空间布局相关理论，研究了陕西关中城市群的空间结构演化过程和空间布局模式问题。 论文首先总结归纳了国内外城市群空间结构和布局相关理论的研究进展及实践，着重分析了其中有代表性的空间结构演变理论和城市群空间布局模式；其次以关中城市群为实证研究区域，运用历史分析法，搜集大量的历史资料，分析关中城市群空间结构的演化过程。在对关中城市群空间结构分形研究的基础上，总结其演化特征，并深入探讨了关中城市群空间结构演化的动力机制，构建了城市群空间结构演化阶段判定的指标体系并对其发展阶段进行了定量判定；再次，运用系统动力学方法建立了关中城市群空间结构演化的VENSIM模型，在对关中城市群空间布局层次分析的基础上，提出了关中城市群空间布局的可能方案，通过仿真分析模拟出关中城市群的最佳空间布局方案；最后，针对这种空间布局模式，提出了相应的实施建议。