低碳城市是未来城市的必然选择，低碳城市化是实现低碳城市的必由之路。但低碳城市化面临着碳减排、人口、经济、环境、社会等诸多因素和目标的制约，有效协调平衡这些因素和目标，是推进城市化健康发展的重要问题。本文在深入分析低碳城市化与人口增长、经济发展，能源需求、碳减排、环境保护等一系列主要影响因素相互关系的基础上，选用多目标规划方法建立了低碳城市化平衡发展的多目标规划模型，并以山东省为对象进行了实证研究。结果表明：“十二五”期间，山东省经济发展中的人均城镇可支配收入指标、人口、环境、社会等指标在二氧化碳排放强度下降40％和45%两种情况下都能基本或超额完成省委、省政府预期的目标值。低碳城市化进程显著，城市化质量明显比“十一五”期间有所提高。与此同时由于碳减排目标的存在，山东省经济发展会受到一定的影响。模型运算结果显示：当二氧化碳排放要求下降40%时，山东省“十二五”末经济总量目标可以实现；当二氧化碳排放要求下降45%时，山东省“十二五”规划的经济总量目标不能实现。说明碳减放指标对经济发展有着较大的约束。本文的创新之处主要有：第一，建立了低碳城市化平衡发展的多目标规划模型，为推进低碳城市化平衡发展提供了定量分析手段；第二，运用建立的多目标规划模型对山东省实际情况进行了实证分析，提出了低碳城市化建设的对策建议。