近年来,我国经济增速一直位居世界前列,与此同时,高速增长所带来的区域发展不平衡的问题也越来越突出。为了解决我国区域发展失衡的问题,提高经济发展的效率和质量,党和国家先后共批复了十余个城市群规划,多次强调以城市群为主要载体推动区域协调发展。随着黄河流域高质量发展战略的提出,城市群对黄河流域发展的重要性进一步凸显,因此,探究黄河流域城市群之间的关联和互动关系及溢出效应对于黄河流域高质量发展乃至区域协调发展政策实践都具有积极意义。本文首先梳理了国内外相关研究成果,通过对经典理论的进一步挖掘,结合我国经济发展实际和黄河中游中原、关中和晋中三大城市群的特点,提出了三大城市群相互作用的理论机制。在此基础上,以C-D生产函数为原型构建了本文的空间计量三大模型,经过检验最终选择空间Durbin模型,并以黄河中游三大城市群29个城市2004至2018年15年的数据为研究样本,对黄河中游城市群之间的经济关联状况和空间效应进行实证分析。其次,为了进一步探索三大城市群内部及城市群之间的要素投入差异,以解释不同城市群空间集聚特征及溢出差异的成因,论文运用广义熵值法对黄河中游各城市的基本投入要素情况进行了客观评价。最后基于实证研究的结论,提出相应对策建议。通过研究,主要得出以下结论:第一,黄河中游城市群之间经济增长存在显著的经济关联和集聚效应,省会城市、区域中心城市经济增长的空间依赖性更强;第二,不同要素溢出对经济增长的作用方向和强度存在明显差异,技术进步对本地区与周边地区都有正向的促进作用,而城市的资本和劳动力要素与其邻近地区的经济增长负相关;第三,中原城市群要素禀赋显著优于另外两个城市群,且中心城市要素投入量高于普通城市,一定程度上解释了经济增长的空间分布特征与集聚差异。基于以上结论,在今后的发展中,各城市群应统筹谋划全局发展,摒弃“属地化”思维,破除行政壁垒,建立联动机制,以前瞻性眼光聚焦区域合作,充分发挥比较优势,建立优势互补的产业集群。加强中心城市的示范引领作用,欠发达地区应顺应改革发展大势,加强基础设施建设,做好承接发达地区产业转移和要素溢出的准备,将各城市群自身的发展融入黄河流域高质量发展之中。