由中国科学院可持续发展战略组组长兼首席科学家牛文元等近百名海内外一流专家共同完成的《中国城市发展报告》指出，中国的城市发展正面临着五大挑战：
首先，城市群人口密度过大。目前上海浦西的人口密度为3．7万人／平方公里，北京和广州城区的人口密度分别为1．4万人／平方公里和1．3万人／平方公里，而目前世界主要大城市如东京只有1．3万人／平方公里，其余城市如纽约、伦敦和巴黎的人口密度最多也只有8500人／平方公里。
第二，经济增长方式粗放。中国经济每创造1美元所消耗的能源是西方工业七国平均的5．9倍，是美国的4．3倍，是德国和法国的7．7倍，日本的11．5倍。
第三，劳动生产率偏低。依据世界劳工组织2003年8月31日的最新报告，2002年美国劳动生产率为60728美元，欧洲国家平均43034美元。而2002年中国珠江三角洲地区的劳动生产率仅为10600美元，长江三角洲为9500美元，京津环渤海地区为6800美元，三大城市群劳动生产率平均为8900美元。
第四，主要城市的作用与贡献偏低。目前中国三大主要城市上海、北京、广州的GDP占全国的份额分别是4．6％、2．5％、1．8％、。而纽约、东京、伦敦、汉城的GDP分别占全国的24％、26％、22％和26％。
第五，三大城市群的贡献率明显低于世界经济大国。美国三大城市群(大纽约区、五大湖区、大洛杉矶区)的GDP占全美份额为67％，日本三大城市群(大东京区、阪神区、名古屋区)的GDP占全日本份额为70％，而中国三大城市群(珠三角、长三角、京津环渤海区)的GDP占全国份额只有38％。