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以京津两市为双核的京津冀核心区在区域空间方面具有特异性，从“城域、市域和区域”这三重空间范畴来看，京津两地实施城市空间发展战略，面临着发展不平衡、不协调的矛盾。
从区域城镇体系构成来看，京津冀地区的城镇等级结构不合理。现由2个超大城市（北京、天津）、1个特大城市（石家庄）、2个Ⅰ型大城市、3个Ⅱ型大城市、7个中等城市以及上百个小城市所组成的城市群，构成超大城市和小城市的数量和人口比重较大，而特大城市、大城市及中等城市的数量和人口比重较少的“哑铃”形城镇体系。在京津冀地区加快区域一体化进程中，京津冀区域城镇体系等级结构亟待优化和升级。
当前京津冀地区沿京滨方向、渤海湾沿海方向正呈现逐渐发展成为城市连绵带的趋势，这是区域性网络城市发展的高级形态。尤其大京滨走廊正在形成以高速铁路、城际铁路和高速公路为主体的多方式、多通道的复合型综合交通发展轴，对沿线区域经济的发展和城市化水平的提高产生了显著的扩散效应和集聚效应；京津塘高速公路沿线地区现已基本形成了城镇和产业园区密集分布的城市连绵带，而京津城际铁路站点在城市连绵带的发育形成过程中起到了突出的枢纽节点作用和社会经济联系作用，其沿线地区已发展成为以站点为核心的分散组团式的空间布局模式。
随着市域空间的拓展及卫星城和边缘集团的发展，京津两地城市空间结构已经形成分散集团式结构，城市化进程也由城域空间过渡到整个市域空间，但两地在城域空间和市域空间的发展方向上没有相互契合。当前北京中心城区的空间形态发展特点是“北重南轻”，在城域空间范围内是以故宫为中心逐层同心扩张，其城市边缘线侧重于向北偏心延展，其市域发展方向定位为以北京城市副中心为核心的正东方向和以城南地区为导向的正南方向，而其地理位置和区位条件决定北京现代空间结构在区域空间范围内应是面向东南、东部和南部偏心发展。天津中心城区的空间形态发展特点是“南重北轻”，且市域空间层面实施战略东进的发展态势明显。由此在京津两地城区的发展重心呈现相对背离的趋向，尽管在区域空间层面有协同发展的意愿，但京津两地在市域空间层面仍缺乏相向发展的重大举措。若京津两地不进行市域空间和区域空间的重大战略优化和协同发展，则很难扭转京津两地中心城重心彼此反向发展的态势，无法促成京津冀核心区——通武廊地区由京津走廊的“成本洼地”跃升“经济高地”。
从区域空间来看，展望京津两市城际交通发展历程，京津之间的交通线顺应着两地城市互动的发展趋势，京杭大运河—京津大道—京山铁路线—京津塘高速公路—京津城际铁路等交通线的先后建设分别延续着京津城市互动发展的时间序列，体现顺应交通引导的区域城市空间发展模式的演变。在京津两地进入社会经济和交通结构转型时期，两地的城市空间战略规划与交通战略规划要能实现良性互动才是规划成功的关键。
英国交通专家汤姆逊（J.Michael Thomson）从解决城市交通问题的角度出发，将城市布局分为五种模式，京津两市的中心城区交通结构都属于“强有力中心的模式”，该模式所采用环形加放射形交通网络结构通常是与同心圆圈层式空间布局相匹配的。当前北京和天津两地的城域空间正顺应着机动化和现代化的进程而快速拓展，两地在市域范围内已经各自形成同心圆加放射状的交通结构。北京对外交通结构在市域范围内已经形成完整的六条环线加放射线骨干道路网结构和全国最大的对外交通中心，其道路布局与城市空间形态的圈层式发展环环相扣。天津中心城区则在“内中外三环+快速环线”的基础上，又在城区外围建成了高速公路环线及其过境公路环线，继续在中心城区强化环放式路网交通结构。从区域空间范围来看，京津两地将因城市交通结构同构化而形成一种相互排斥的区域交通布局结构，而从市域空间和区域空间层面来看，京津塘带状交通走廊也始终未与北京、天津中心城区城域空间层面的空间形态契合，显然京津两地的城市空间结构和交通结构目前尚存在“同型同构、双心各构”的现象。目前京津两市应延续多中心、分散组团式这一内在的空间发展动力趋势，使城域空间和市域空间在区域空间背景下协同发展。
在整个天津市域空间范围内，其空间形态发展走向一直沿海河以及京津塘高速公路自发地发展，呈东南—西北方向的带状分布。根据京津城际交通方式的不同，先后顺应海河—京塘公路—京山铁路—京津塘高速公路沿线地区发展，天津地铁1号线的走向与海河基本平行，京津高速公路和京津城际铁路、京滨城际铁路在继续强化京津塘之间的这一带状交通走廊发展趋势。而天津城市空间从设卫建城，到近代在城域范围内设立租界和新市区，再到市域范围内“双心一轴式”的现代城市发展，始终遵循带状发展这一趋势。从市域、城域角度来看，天津市域空间发展方向与城域空间发展方向不一致，区域及市域方向侧重于东西向的京津塘高速方向，而天津中心城区（城域）则是“南重北轻”，以北辰、红桥为主体的北部空间发展缺乏动力，市中心基本在以天津站与和平路为中心的同心圆范围内，城市发展重心与市域发展方向脱节。
以北京为核心的京津冀交通网络规模大但结构不尽合理，未能高效地服务于全球城市和世界级城市群的需求。京津冀地区的区域交通结构和城市空间结构之间未形成良性互动。在区域层面，尽管京津之间的运输通道发达，但目前在各自的城市中心位置和主要功能区之间缺乏直达的对外交通通道，如北京中关村地区与天津滨海新区之间缺乏直通的通道，而北京首都机场、北京大兴机场和天津港国际客运中心分别对于天津、北京两地旅客来说也都缺乏便捷的直达通道。京津、京张、京唐以及京石等城际铁路站场布局未充分与同走向的高铁线路在线路、站场布局方面进行错位。
就城市空间结构与交通结构之间而言，北京现有的圈层式城市空间结构并未得到根本性调整，现代化进程中的交通模式也未对城市空间结构转型起到引领作用，仅仅只是顺应城市化的进程和城市空间发展的总体趋势。自滨海新区开发开放上升为国家战略以来，天津的城市空间结构和交通结构均强化了“双中心”的发展模式，但中心城区和滨海新区各自的城市空间结构仍延续圈层式发展模式，天津市特色性的带状城市空间结构仍有待完善。
京津冀地区对外交通枢纽与周边地区彼此之间缺乏有机融合，周边土地开发利用和枢纽功能不对应。北京南站、天津西站、天津南站等铁路车站和机场等大型对外交通枢纽用地属于划拨用地，缺乏准许从事商业开发的倾斜政策，交通枢纽的规划建设未与周边地区的城市功能有机融合，枢纽仅具有交通集散功能，缺乏相应的城市功能配套，也未实现交通枢纽与周边地区城市空间的集约化利用和土地综合开发。如首都机场T3航站楼前的国门商务区未得到有效开发利用；北京南站周边地区分布大量商品住宅，缺乏与交通枢纽相适应的商业和商务功能设施，交通枢纽地区无法形成城市高端功能区。另外，从交通管理体制来看，中央直属的交通管理部门与地方政府交通部门之间的交通诉求有所不同。北京地区的铁路与民航设施（尤其对外交通枢纽）均由中央交通行业主管部门重点建设，重在体现大国首都形象的超大规模对外交通枢纽建设与北京疏解非首都交通功能的现实需求之间存在供需差异。
京津两地的主要铁路车站及机场与其所服务的城市主要功能区之间的空间布局互动方面也存在脱节现象，如北京的对外交通枢纽布局为“北疏南密”，而交通出行强度则是“北强南弱”，即其主要的公路枢纽和铁路枢纽分布在南部，而中心城区对外交通出行的主体则分布在北部。服务于“科技创新中心”城市定位的北京“三城一区”主平台也缺乏对外交通枢纽的直接支撑，尤其高出行率的中关村科技园区、CBD、金融街等地区使用对外交通枢纽不便捷，影响其国际影响力和国内辐射力，又如天津铁路枢纽站场主要分布在中心城区的中部、西部和北部，机场布局在东部，而铁路出行客流则集中在西南部、南部的南开区和河西区。
河北雄安新区的设立对京津冀空间结构演进产生深远影响，雄安新区坚持世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位，打造疏解北京非首都功能的集中承载地。雄安新区的崛起促使京津冀核心城市群由京津双中心向网络化、多中心的区域空间结构转型。从交通地位来看，雄安新区—保定将共同构建陆路型的全国性综合交通枢纽，这将促成京津冀区域交通结构也相应转型，由双中心环放式转型为网络化、多枢纽的交通结构。
在新一轮的城市总体规划修编过程中，京津两市城市空间发展战略进行了调整。其中2016年版《北京市城市总体规划》将北京由“单中心+同心圆+卫星城”的空间结构转型为“中心城区+通州副中心+新城”的多中心空间结构，通州确定为涵盖“行政办公、商务服务和文化旅游”三大功能定位的北京城市副中心，通过对外交通职能的外移以及市级行政职能的东移，推动新一轮的城市空间定向扩张和非首都功能的疏解，以促成北京单中心环放式交通结构的优化调整。但目前北京主要城市功能区与对外综合交通枢纽相对脱节，城市功能与对外交通未能有机融合，通州城市副中心车站仅具有京津冀区域性综合交通枢纽功能，尚未形成与中心城区相对独立的对外交通体系。而2021年版的《天津市国土空间总体规划》则延续“两心一轴”结构，并逐渐由中心城区与滨海新区所构成的“主副中心”向由津城与滨城构筑的“双中心”结构转换。随着新兴功能区和外围组团的建设以及地铁、轻轨等轨道交通的延伸，天津正逐步进入构筑多中心城市发展模式，这将推动天津城市空间形态沿主要交通轴线向外扩张，尤其是随着海河经济和海洋经济的发展，天津主体空间结构将形成倒“T”字形空间形态。为避免海河中游地区的过度开发，在津城与滨城之间构建区域面积736平方千米的绿色生态屏障。
在京津冀区域空间结构中，区域分界线、城市行政区划线（市域分界线）、城域轮廓线是分别描述区域空间、市域空间和城域空间三重空间范畴的主要分界线，它们可从不同角度反映区域和城市空间结构及空间形态演进的不同进程和范畴，而城市道路环线或公路环线在某种程度上则是三重空间演进的不同投影线。以京津为核心的京津冀核心区各城市多经历过由近代城域空间孤立发展，再到计划经济时期城域空间和市域空间构成二元结构式发展阶段，当前京津冀核心区已经进入区域空间整体互动发展阶段，协同“城域、市域和区域”三重空间范畴的可持续发展已是京津冀地区空间结构优化所面临的主要使命。京津两地正处于城市空间结构和交通模式及产业结构的转型时期，京津两地城市空间主导方向上的轴化交通网络将打破其各自的单中心圈层式格局，两者的城域空间发展将突破行政区划所界定的市域范畴而直接关联，进而促成区域空间一体化（见图2—2）。
图2—2 京津冀核心区的三重空间结构模型
资料来源：笔者自绘。
总的来看，当前京津冀核心区已经进入高速铁路、航空运输并重的高质量发展阶段，以机场群和高铁网络为主体的京津冀综合交通体系全面提升将带动区域空间体系的优化。在京津冀核心区进入社会经济结构转型时期，京津冀地区主要城市的城市空间发展战略与交通发展战略之间的良性互动与规划衔接成为协同发展的关键所在。随着北京转型为主城区与通州构成主副双中心结构，天津中心城区与滨海新区构成“津城”和“滨城”并重的双中心结构，环渤海地区也逐渐形成唐山市区—曹妃甸区、沧州—渤海新区的双中心结构，京津冀地区的主要城市由此进入多中心的城市发展模式。展望未来，京津雄三地的城市定位将相对错位，京津冀一体化进程将显著加快，随着北京市和天津市的城市空间结构各自由单中心向多中心转型，京津冀核心城市群将由传统的京津“双中心”结构向“多中心、集群化”的区域空间结构转型，京津冀区域“中心—腹地”城市体系也向网络化城市体系方向发展。顺应雄安新区将构成以雄安站为核心的陆路型全国性综合交通枢纽的趋势，区域交通结构也将由以京津各自为中心的“环放式”交通结构向“多中心、多枢纽、网络化”的综合交通结构转型。