当今经济全球化和新科技革命不断推进，传统的外延增长模式已不能适应新形势下的发展要求，转型发展成为大势所趋。城市作为区域发展的中心，在全球转型发展的过程中，亟需对其空间范围内诸如经济、社会和环境等方面功能要素进行合理的配置和组合，推进城市空间功能的不断优化，发挥应有的引领作用。我国城市发展也面临着走新型城镇化道路，引领国民经济和社会发展全面转型的要求。在这样的背景下，研究城市空间功能演化的理论机制、典型案例、评价框架与方法，对于推进城市空间功能的不断优化具有重要意义。文章梳理了城市空间功能的相关概念，总结了城市空间功能演化的一般规律。从空间经济学角度出发，对城市空间功能的演变与优化进行了简单的一般性理论分析。搭建了由城市功能区优化度评价和城市功能区协调度评价两个方面内容组成的城市空间功能优化评价总体框架。运用评价框架，本文对青岛市市北区“十二五”后三年（2013——2015）城市空间功能优化的效果进行了预评价。评价的结果显示，市北区城市空间功能优化方案的实施能够有效地提升其空间范围内分布的各类功能区的发展质量和水平，提高各类功能区土地利用的适宜性、空间布局的合理性以及关联方式的有效性，这表明市北区城市空间功能优化方案具有可行性。最后，结合理论和实证分析，提出市北区下一步城市空间功能转型优化的保障措施。