城市地域结构的变化，是城市发展过程中一种重要的运动形式。它是在社会经济法则支配下，城市各种职能在城市内部空间地域上相对集中分布而导致的职能地域分异过程，结果形成城市内部不同的功能小区。城市这个有机体就是在内部地域结构的不断变化中逐渐扩大地盘，逐步成长壮大的。
1.城市地域结构的变化过程
前已述及，城市是社会生产力发展的产物，是人类劳动分工的结果。城市地域结构是城市职能的空间投影，历史的演变，社会生产力的发展，必然引起城市职能的演进更替，在空间上也必然导致空间结构的演变发展。可以认为，城市地域结构的变化是社会经济规律在城市地域发展过程中的直观反映。
城市地域结构的变化表现在两个方面，一是在历史演变过程中的阶段性变化；二是随着城市规模扩大而在空间系列上的表现。
（1）城市地域结构变化的时间序列前工业化社会的城市，由于交通工具落后，居民多以步行为主，人们的活动半径狭小，城市的范围是由人们出行的距离决定的，因而城市的人口规模和占地面积不大，在平面形状和部门布置上都比较紧凑集中，人们的居住接近日常的各种活动，如工作、购物、娱乐等。世界各地城市地域结构的变化作用都不强烈，形态分区都不明显，地域结构比较单调，往往只有一个中心，环绕这个中心进行规划布局。在美国，称这时的城市为步行城市。
蒸汽机车的出现，给城市的地域结构带来了急剧的变革。铁路运输的发展改变了工厂依靠水运在岸边布局的原则，同时使得居住和工作地分离成为可能。这时，城市开始沿主要交通线向外呈放射状扩展，平面形状出现了齿轮形，同时，在城市内部的不同部位开始聚集生长出不同的职能区域。如芝加哥，由于铁路的发展，出现了铁路沿线的居住区，城市呈串珠状结构。
19世纪末至20世纪初，城市交通工具又大大地向前迈了一步，有轨电车的使用为城市的进一步扩展提供了可能，美国城市郊区化空前发展；地铁的发展也促使城市空间结构发生了新的变化，地铁站吸引范围大，人流集中，其附近逐渐发展成为商务中心或居住中心，促使城市发展逐渐多中心化。特别是本世纪前40年，美国汽车的大量使用，成为人们最主要的交通工具，它极大地改变了人们的生活，扩大了人们的活动范围，使居住地域有可能脱离工厂、机关和嘈杂的市中心而单独存在，从空间上拉开了城市各个地域的距离。而且，同一时期内，运货卡车也大量使用，成为城市中重要的货运工具，再次改变了工厂区位的原则，工厂可以在铁路沿线和沿岸码头之外的地方选址兴建。因此，城市中汽车的发展，不但促使居住郊区化的发展，也引起了制造业的郊区化。1945年，哈里斯和乌尔曼看到了城市地域结构的重大变化，提出的多核心城市空间模型就是反映了当时城市发展的趋势。
二次世界大战以后，城市重新建设，城市规划受到重视，人为的干预加强了城市地域结构的变化过程。美国的汽车业进一步发展，到70年代每两人就有一辆车，城市内部和城市间高速公路的大量建设，保证了生活出行的自由性和高效性，地域结构变化的幅度和速度超过了以往任何一个时代，城市郊区化发展到前所未有的地步，形成了一种多中心、分散、低密度的城市结构。
（2）城市地域结构变化的空间系列当城市还是一个小城镇时，城市地域狭小，工业、商业、居住各项功能混杂布置，没有明确的地域分工。
城市向中型规模发展时，由于城市规模增大，人口增多，地域范围开始扩张。地域结构也开始发生变化。外来人口和市区旧宅院中分离出来的人口都陆续迁居外围，形成居住区，原来的市区变成了工商业混合的市中心。
城市发展到大城市时，工业也开始从日益拥挤的中心部位向外迁移，在居住区外围形成近代工业区，市中心的商业更加发达，增加了多种服务行业。
城市进入特大城市和超级城市时，原工业带外围开始形成新的一轮住宅区，以容纳日益增多的人口，以及满足高收入者对环境质量的特殊要求。市中心得到改造，商业服务功能更趋完善，并开始增加多种管理部门。在中间市区开始出现副中心。现代工业开始出现飞地性扩展，原来的工业区逐渐变成中小企业带，并侵入工人住宅。
从上述分析中可以看出，城市只有在进入中等规模时才开始地域分化，到特大城市时，城市的地域结构才明显化，从核心到外围出现依次变化的地域结构层次。