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城市层级是城市（城乡）规划的范围，与城市经济区相对应，主要包括建成区，也包括与建成区存在密切联系的乡村空间。城市层级上产业布局的本质任务是合理、有效、公正地创造有序的城市生产生活空间环境（吴志强、李德华，2010），而功能分区是实现空间有序发展的重要手段。按照功能分区进行产业布局有利于充分发挥聚集收益，但并非越专越好。随着城市规模的扩大，功能分区的布局模式容易带来城市拥挤、住房紧张、环境污染、过度蔓延等问题。为此，出现了多种功能疏解模式。同时，由于功能分区模式重视经济效益、轻视社会制度，重视生产、轻视生活，重视企业、轻视个体，不利于人们的生产与生活。结构主义、人文主义、后现代化主义出现后，出现了制度、文化、社会等多维转向以及产城融合等的要求。
经济活动的一个客观规律是规模效应，工业与服务业等都需要一定的集聚规模，才能获得聚集经济。同时，产业布局也需要降低不同产业之间的负外部性干扰，并满足社会、阶层、文化等的诉求，于是在城市内部形成居住区、商业区、工业区等功能分区。
聚集经济本质上来自地理成本、时间成本与知识扩散成本的节约。马歇尔将聚集经济分解为产业关联、劳动力匹配、知识溢出三大机制；Duranton和Puga（2004）从共享（Sharing）、匹配（Matching）和学习（Learning）角度进行了系统总结，形成了SML框架。Behrens等（2014）结合Dixit-Stiglitz（1977）和Henderson（1974）两大框架，从空间排序（Sorting）、选择效应（Selection）和聚集经济（Agglomeration）三个方面解释了高才能个体与高效率企业在大城市显著聚集的现象，形成SSA框架。空间排序、选择效应和聚集经济三者相互影响，形成互补关系。
在当前的全球竞争格局下，SML框架仍然需要在中国绝大多数城市发展中、在乡村振兴引致的乡村整合中发挥引领作用。通过聚集增加规模，进而提高公共服务供给质量的规律，理应受到更高的重视。SSA框架则阐述了城市体系中不同等级城市的聚集差异，是指导不同规模城市开展产业布局的基础。
为了获得同类个体或产业带来的聚集经济，并减小不相关个体或产业的负外部性，城市空间出现了不同的功能分区模式。根据各地到城市中心的距离差异，形成了产业分布的“杜能环”规律。东京都区部集聚着注重各种信息交换的核心管理职能，从京滨地带到东京都多摩、神奈川县的广阔区域分布着R＆D以及相应的中试生产功能，外侧则分布着量产部门（藤井，2015）。为了发挥工业的聚集效应并减少工业对居民生活的影响，中小规模城市内部出现工业区、商业区和住宅区的分异格局。芝加哥学派则基于城市土地利用结构与多元化社会关系的视角，提出了同心圆、扇形与多核心三大功能分区模型。
随着城市规模的扩展，功能分区的弊端开始显现：交通拥挤、资源紧张、环境污染、城市蔓延等聚集不经济日益突出。为了打破大城市聚集不经济的路径依赖，城市政府必须积极作为，引导城市功能疏解。从功能疏解的空间形式看，主要包括以下几种方式。
随着中心城区聚集不经济问题的日益突出，居民具有向郊区迁移的需求；郊区城镇也具有土地开发的动力；再加上上级政府在城市功能疏解方面的要求以及税收等方面的优惠，中心城区的功能不断向郊区疏散。不过，城市扩张导致消耗土地过多、依赖小汽车交通、破坏生态环境的城市蔓延现象。为此，各国政府规范土地利用性质，鼓励高密度紧凑发展，建立邻里单元和综合功能区，建设隔离绿带，强调精明增长（张庭伟，1999）。
从单核心城市向多核心城市演变是世界各国大城市发展的基本规律，多核心城市融合大中小城市的优点，能够有效实现大城市的功能疏解（石忆邵，1999）。20世纪80年代以来美国边缘城市（Edge City）的兴起，近年来北京城市副中心的建设等都是强调多核心城市的发展模式。
新城建设是为了营造新的社区，给人们提供更好的居住环境和生活条件，以吸引从中心城区疏散的人口和产业，拦截从外围流入的农村劳动力。与多核心城市中各个核心之间的关系相比，新城具有相对独立性，对中心城区的依赖较小。新城建设之前，需要根据中心城市的特点与问题，谋划新城的规模、数量与区位。在建设初期需要积极发挥政府的作用，不断完善住房、医疗、教育、交通、商业等设施，带动人口与产业迁移，形成产业与就业的良性互动，促进新城成为相对独立的社区。
区域内不同规模的城市分别发挥着不同的功能，它们之间形成了相互依存的关系。大城市固然提供了高等级的产品和服务，但是中小城市的功能同样不可忽视。中小城市不仅是中低等级产业布局的场所，而且为大城市拦截了众多农村劳动力。不同规模城市的协同发展，是疏解大城市病的重要方式。
从功能疏解的顺序看，出现了以居住疏散化为先导，带动产业疏散化与以产业疏散化为先导、逐步走上居住疏散化的两种道路。从疏散的效果看，以居住疏散化为起点的道路，服务设施的配套达到了较为稳定的功能疏解效果。基本公共服务均等化决定着城市功能疏解能否实现、是否可持续（张强，2016）。
长期以来，产业布局主要从经济视角研究经济活动的分布规律，重视工业、轻视服务业，重视经济效益、轻视社会和制度，重视生产、轻视生活，重视企业、轻视个体。自结构主义、人文主义、后现代化主义出现后，社会结构、制度文化、产城融合受到越来越多的重视，出现了产业布局的多维转向。这种转向在城市层级尤为显著，城市层级的产业布局，不仅与经济发展密切相关，而且与社会发展紧密相连，城市的社会特征与社会结构，如年龄结构、收入结构、文化结构等，不仅影响居住用地规模，而且影响公共服务设施的建设档次和数量，影响布局产业的类型。因此，城市层级的产业布局非常需要吸取社会发展方面的成果，提高产业布局的科学依据（崔功豪，2002）。
（1）针对功能分区导致的功能分割、城市蔓延等问题，城市规划理论从注重功能分区的《雅典宪章》转向注重人与人之间相互关系的《马丘比丘宪章》《华沙宣言》和《北京宪章》，强调城市产业布局要以人为核心，更加重视社会文化和生态可持续发展（孙施文，2007）。
（2）20世纪80年代以来，新产业空间、学习型区域、区域创新系统等新空间不断涌现，产业布局理论充分吸收新经济社会学所发展的“嵌入性”“地方网络”“关系资产”“非贸易相互依赖”等理论工具，强调产业布局不仅是一个路径依赖和被制度化的过程，也是一个嵌入社会和建构关系的过程，出现了制度、文化、关系、尺度等多维转向（安德森等，2009；李小建，2016）。
（3）加入WTO以来，在全球化与城镇化的双重推动下，中国新城新区迅猛扩张（龙瀛，2017）。冒进扩张的新城新区普遍存在生活设施、教育、医疗等服务设施配套不足，城市综合功能发展滞后等问题，形成大量“鬼城”，严重影响人们的生产与生活。新城新区在未来产业布局中要统筹考虑城市经济增长趋势、产业演变特征、社会结构等因素，合理确定新城规划范围、居住用地规模、公共设施的建设档次与数量，处理好产业与就业、生产与生活等关系，走产城融合之路（邹伟勇等，2014）。