通过对以往城市化概念、城市化内涵以及时空格局理论进行梳理以及研究,本文提出“经济-社会-生态环境”三维一体的综合城市化系统,并以此构建评价指标体系,使用熵值法,借助SPSS和ArcGIS对2005-2017年西北五省各城市化时空格局进行综合研究。最后借助耦合协调度模型对本区域“经济-社会-生态环境”城市化的耦合协调度进行综合分析,研究结果表明:(1)通过熵值法对2005-2017年进行权重计算可以得出:2005-2017年西北五省城市化表现为以经济城市化为主导,社会城市化影响适中,生态环境城市化影响最小。这符合经济为城市发展的动力,社会为主体,生态环境为基础的科学城市化内涵。当前本研究区产业发展不协调,工业性城市发展迅猛所带来的的基础设施以及环境污染问题愈加严重,区域与区域间以及区域内部间发展差距较大,不利于城市可持续发展,对于经济-社会-生态环境三者协调发展,形成良性互动的发展模式成为本区域今后发展的重点。(2)对城市化子系统以及综合城市化时空演变特征分析可以发现:经济、社会、生态环境城市化水平在时间上表现为经济城市化>社会城市化>生态环境城市化,并且经济、社会、生态环境城市化水平在逐年提高。西北五省城市化整体水平在逐年稳步提高,并且从得分也可以看出,近年来表现更加稳定,并且表现出省会城市及工业型城市领跑,偏远地区发展缓慢的趋势,极化现象明显,经济发展以及现代工业体系的形成成为影响城市化进程的重要因素。(3)通过对西北地区“经济-社会-生态环境”城市化耦合协调性分析可发现:耦合度表现出,2017年西北五省ESCC、SECC、EECC、ESECC基本处于(0.300,0.500)之间,均处于颉颃阶段,这表明西北五省在城市发展耦合度较差。(4)耦合协调度方面:阶段判定:经济-社会、社会-生态、生态环境-经济、经济-社会-生态环境城市化耦合协调度平均值分别为0.2087、0.1431、0.1596、0.1936,除ESCC属于中度失调外,其余耦合协调度均为严重失调,表明西北五省城市化道路是不可持续的,并未实现经济效益、社会效益以及生态环境效益三者协调发展。从空间差异上来看,中度失调主要围绕省会及经济发展较好的工业型城市形成中度失调聚集区,严重失调区域则依附于中度失调城市周围。极度失调城市基本消失,说明西北五省经济-社会-生态环境城市化协调性有所好转,但还要看到其整体的失调性。通过耦合协调度将西北五省各城市划分为四种类型,综合协调型,经济-社会协调型、社会-生态协调型以及生态-经济协调型。