经过三十多年前所未有的经济发展，中国城市化率从1978年的17.9％上升到2013年的53.7％，如此快速城市化产生的一系列环境问题、社会公平问题阻碍了城市可持续发展。特大城市是中国特定区域的政治、经济、文化中心，对其进行可持续性评估能展现中国城市发展的一些重要特点。可持续性指标是衡量可持续性的有效手段，其在城市尺度上的应用尚比在全球和区域尺度上的研究少得多。本研究选择真实发展指标、生态足迹、生物承载力、环境绩效指数、城市发展指数、人类发展指数、基尼系数和城乡收入比等多套可持续性指标，根据中国城市及数据特点对评价方法进行调整，而后评价1978年至2012年中国10个特大城市的可持续发展情况。意味着1994年后虽然GDP呈指数增长，但1995-2005年间的GDP增长被环境、社会、经济损耗所抵消，主要的损耗项目包括收入不平等、交通堵塞损失、污10个特大城市的真实发展指标在2005年后开始上升，染造成的损失，以及不可再生资源的损耗。所有城市的生态足迹都呈增长状态，而生物承载力呈下降趋势。35年间中国特大城市的教育、健康、基础设施等方面均向有益方向发展，与此同时城乡收入差距经历了先缩小再扩大、近几年趋于平稳或缩小的过程。三个西部城市（成都、西安、重庆）对环境压力相对较小，经济可持续性较好，但是城乡差距较大。南京与武汉在经济可持续方面表现较差，生态足迹较大，城乡差距也较大。上海、北京、广州、天津和沈阳需要关注经济可持续性，降低生态足迹，继续缩小城乡收入差距。　　可持续性指标不仅可以评价城市发展历程，还可以分析城市可持续发展的难点、确定合理的预景方案，并判断方案的可持续性。在上海2040年预景规划中，用上述可持续性指标评价上海发展历程，得出自改革开放以来，社会欠公平、环境污染及生态退化是阻碍上海可持续发展的最主要障碍。继比较2040年上海5个预景方案——市场驱动、政策改革、堡垒世界、多元平等以及新的可持续性模式后，通过可持续性指数对各个方案及特征进行评价，新的可持续性模式与可持续发展理念一致。对比该方案与2040年上海总体规划指导意见，建议上海在总体规划中重视土地循环利用、中下阶层市民的住房与生活质量。　　从指标建设角度出发，分析现有可持续性指标优缺点并用于中国特大城市的评估后发现，环境绩效指数在评估中国特大城市环境状况时尚存在不少问题。目前已有的可持续性指标在环境可持续性评价方面较薄弱，建议多考虑格局与过程在多尺度中的关系，引入景观指数。以浙江省乐清市为例，选择了斑块面积、景观类型面积百分比、斑块个数、斑块密度、平均斑块面积、斑块性状指数、面积加权平均形状指数、面积加权分维数、香农多样性指数、香农均匀度指数、聚集度指数分析2005-2009年其景观格局变化，可知在斑块类型水平上，五年间建设用地面积大幅增加，其他用地类型破碎化程度加剧，原本连通度较高的林地越来越分散。在景观水平上，景观结构趋于破碎化，斑块形状更加复杂。结果表明景观指数显示城市发展的时空变化，能作为现有可持续性指标的有益、必要补充。此外，中国提出的生态文明建设是对可持续发展的又一个新的诠释;作为这一理念的具体实践，我们通过《甘肃省迭部县生态文明建设总体规划》项目，从生态文化、生态保护、生态产业、生态人居来理解生态文明，并基于主题的框架体系，在这四大建设内容的基础上构建了生态文明建设指标。研究发现，文化指标较难量化，迭部目前只有民族和谐指标具有可操作性，今后还需加强文化可持续性指标的研究。　　本研究表明，从经济、社会、环境维度出发，选择合适的可持续性指标，不仅可以评价城市发展历程，同时也是城市规划的有效工具。补充景观指数、文化指标能进一步完善可持续性指标。