为推动绿色生态城区构建,基于2000～2015年城市分类数据,研究中国城市扩张以及城市空间特征变化对大气环境的影响。得出中国城市扩张(人口扩张、经济扩张、地域面积扩张)以及城市空间特征(人口密度、城市空间紧凑度(compact index,CI)、不透水覆盖率(impervious surface coverage,ISC)、植被覆盖率(NDVI)、夜间灯光指数)变化与PM2.5污染显著相关,相关强度顺序为夜间灯光指数>CI>人口密度?ISC>城市地域扩张≥城市人口扩张>NDVI;夜间灯光指数与PM2.5变化关系最明显,相关系数R为0.77,具有强相关性,表征经济发展对PM2.5的影响最大;城市CI和人口密度与PM2.5变化的相关系数分别为0.66和0.55,中强相关。2010～2015年期间,城市扩张,城市空间特征变化,城市空间特征异质性变化对PM2.5浓度变化总贡献率为80.30%。城市空间特征变化的贡献率最高为55.00%,城市空间异质性的贡献率为25.60%,均大于2010年基础城市特征的贡献率5.70%。2000～2010年期间,城市空间特征变化对PM2.5浓度变化贡献率为39.30%,城市空间特征异质性的贡献率分别为14.90%,均大于2000年基础城市特征的贡献率3.70%。结论表明未来城市转型发展中,构建绿色生态城区应充分考虑城市空间布局、城市空间特征变化,把城市建设对生态环境的破坏降到最小,实现低碳循环绿色发展。