随着经济全球化、信息化时代的到来，生产要素的自由流动和优化配置不断加速，刺激了城市化的飞速发展，也出现了一些较为突出的城市化空间问题，如区域发展的不协调、空间效率不高等。我国许多城市面临着产业结构调整、城市规模扩展、城市功能重组等问题。城市的发展不再仅仅关注于规模、总量的扩张，更加注重城市化质量的提高。深入研究城市化空间结构演化及优化机制，把握城市化空间结构演化规律，才能引导城市化空间结构健康、有序的发展。本文首先区别城市化空间结构与传统城市空间概念不同，城市化空间结构不仅仅是行政和实体意义上的概念，还是具有城市功能意义的实体概念。它是在城市化过程中，城市要素的空间分布和相互作用的内在机制在城市地域上的投影，它们与城市化发展阶段相对应，不同的发展阶段具有不同的空间形态和结构。为了揭示城市化空间结构的演变过程，本文构建了包括大都市区、都市圈、大都市带和都市连绵区在内的群体化的城市化空间结构体系。城市化空间结构的优化是城市化质量提升在空间上的体现，不仅表现为城市规模、总量的扩张，也表现在产业结构的升级、城市空间效率的提高、城市外向度的提高等方面，这些因素也构成了城市化空间结构优化的评价标准。其次，构建了一个城市化空间结构优化的理论分析框架，本文认为工业化与城市化的互动作用是推动城市化空间结构演化的动力机制，构建了一个工业化与城市化互动作用下城市化空间结构演变的模型。工业化为城市化提供经济支撑，城市化为工业化提供空间支持，二者相互促进、相互支撑，促进了人口、经济活动在空间的聚集与扩散，共同推进城市规模和范围的扩大，引起城市化空间结构由单中心、多中心、群体化向网络化方向演进。同时指出，城市化空间结构的演化不仅是一个在市场机制作用下自组织的过程，也是政府作用下的他组织的过程。政府通过政策体制的创新，为城市化空间结构的优化提供制度上的保障，引导城市化空间结构健康、有序的发展。另外，建立了城市化空间结构优化的评价体系，实证研究了山东省城市化空间结构演化过程。本文在上述理论分析的基础上，运用SPSS软件，采用因子分析的方法，以山东省为例，选取三个时间节点，分析山东省在城市化空间结构演化特点、存在问题，结合山东省空间发展战略进一步分析城市化空间结构形成与发展的原因。最后，探讨了山东省未来城市化空间结构优化的方向，提出了空间集约化战略、增长轴战略及区域合作战略。将山东省划分为半岛蓝色经济区、济南都市圈、鲁南经济带、黄河三角洲高效生态经济区四大重点区域，通过重点区域带动山东省整体空间结构的优化。