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城市群内产业分工问题涉及城市群、分工、测度评价、分工影响因素等研究内容，分工与城市群发展之间存在着相互促进和彼此影响的关系。
戈特曼（1957）把沿美国东北海岸从波士顿到华盛顿大城市集中分布的现象称为大都市带（Megalopolis），将其定义为“有许多都市区连成一体，在经济、社会、文化等方面存在密切交互作用的巨大城市地域”。麦吉（1989）提出类似于大都市带的超级都市区（Megaurban Region）概念，将其范围定义为包括两个或两个以上由发达的交通手段联系起来的核心城市，当天可通勤的城市外围区及核心城市之间的Desakota区域。P Hall（1999）提出巨型城市区（The Mega-City Region）的概念，是指中心城市向新的或临近的较小城市极度扩散后所形成的新的城市模式。Andres Rodri Guez（2008）定义了大城市区（City-Region）的概念，认为大城市区是由一个或多个中心与半城市化的农村腹地功能相连的组合体。
一些国家也从政府统计的角度划分了城市群的统计范围。美国政府于1910年提出都市区（Meteopolitan Area）的概念，1950年提出城市化地区（Urbanized Area）的概念，美国区域规划协会（RPAA，2006）提出巨型区域（Mega-Region）的概念，即在以大城市为中心形成的都市区的基础上，各都市区之间密切互动形成的新空间形式。除美国外，加拿大、法国等国家也都有类似大都市区的概念，加拿大政府提出都市统计区（Census Metroplitan Area）的概念，法国国家统计局使用连续城市区（Unite urbaine）的概念。日本行政厅1954年仿照美国政府提出的都市区的概念开始使用“都市圈”这一概念对城市区域进行划分，指的是以一日为周期可以接受城市某一方面功能服务的地域范围。
综观国外文献，我们可以看出，尽管戈特曼的大都市带概念得到一致认可，但对城市群概念的界定存在争议，Megaurban Region、The Mega-City Region、City-Region等相关界定虽然具有相似之处，但界定的范围和标准仍存在差异性。
我国学者对这一问题的研究大致从20世纪80年代开始，丁洪俊、宁越敏（1983）首次将戈特曼的思想引入国内，并翻译为“巨大都市带”。之后，学术界陆续提出一些相关概念，如都市连绵区（周一星，1993；诸大建，2003；胡序威，2003）、都市圈（高汝熹等，1990；沈立人，1993；罗明义，1998；张京祥等，2001；陶希东和刘君德，2003）、城市群（姚士谋，1992；陈凡等，1997；吴传清和李浩，2003；刘静玉等，2004；方创琳，2005；顾朝林，2011；倪鹏飞等，2014）、都市区（宁越敏，2003；胡序威，2003）、城镇密集区（孙一飞，1995）等。
国内较早对城市群这一概念进行明确界定的是姚士谋，姚士谋（1992）认为城市群是指具有相当数量的不同等级规模的城市，依托一定的地理环境的条件，在特定的地区范围内，借助于综合运输网的通达性以及现代化的通信设施，发生与发展着城市个体之间的内在联系，产生群体亲和力的作用，共同构成一个相对完整的城市群体。姚士谋（1998）又重新对城市群的概念进行修改，表述为在特定的地域范围内具有相当数量的不同性质、类型、等级规模的城市（包括小集镇），依托一定的自然环境条件，人口密度较大，生产高度技术化，土地利用集约化，以一个或两个特大城市和大城市作为地区经济发展的核心，借助于现代化的交通工具和综合运输网的通达性以及高度发达的信息网络，发生与发展着城市个体之间的内外联系，共同构成一个相对完整的城市群区。与1992年的概念相比较，1998年的概念突出强调城市群内一个或两个核心城市的作用。倪鹏飞（2008）认为城市群是由集中在某一区域、交通通信便利、彼此经济社会联系密切而又相对独立的若干城市或城镇组成的人口与经济集聚区。方创琳（2009）提出城市群是指在特定地域范围内，以1个特大城市为核心，以至少3个都市圈（区）或大中城市为基本构成单元，依托发达的交通通信等基础设施网络所形成的空间相对紧凑、经济联系紧密并最终实现同城化和一体化的城市群体。
比较国内不同学者对于城市群概念的界定，虽然有差异，但一般都认为城市群具有以下特点：一是存在一个或多个核心城市；二是区域内不同等级的城市之间、城市与周围地区之间联系紧密；三是一个地理范围巨大、人口密集的城镇区域。因此，本书认为城市群是以区域中心城市为主体，与外围的中小城市具有紧密的社会经济联系而共同组成的城镇体系。
国内与城市群这一概念联系密切、较为相似的概念是都市区与都市圈，对于都市区、都市圈和城市群，我国学术界一直没有形成统一的认识，对于同一个区域或同一个现象，不同学者使用不同的词语进行描述，有的称之为都市区，有的称之为都市圈，有的称之为城市群。以美国的波士华城市群为例，有的学者将其称为纽约都市圈或纽约大都市区，如不将这三个概念区分清楚，不仅不利于进行理论研究，也不利于政府部门制定相关的区域发展战略，因此一些学者对三者进行了辨析。谢守红（2008）、马燕坤和肖金成（2020）认为三者存在以下不同：一是三者所包含的空间范围存在较大差异。按包含空间范围从小到大排列，分别是都市区、都市圈和城市群。二是人口规模不同，城市群人口规模最大。三是空间结构特征不同。都市区没有完整的城市规模等级体系，都市圈城市规模等级结构较为合理，城市功能较为完善，城市群则可能存在多个城市规模等级体系。四是经济社会特征不同。都市区城镇化水平最高，只有少量的乡村和都市农业地区，都市圈和城市群中不仅有不同等级的城市和城镇，还有大量的乡村和农田。陈建军等（2018）认为城市群与都市圈除空间范围、空间结构存在不同之外，主要功能也存在较大差异，都市圈的主要功能是大城市功能的扩散、承接、通勤圈，城市群则是复杂的多元产业群落的协同集聚平台、具有全球竞争力的世界级产业集聚区、世界大国实现国家战略目标的主要支撑空间和引领区域。刘枭和黄桂英（2014）认为城市群包含都市圈和都市区，都市圈和都市区可视为城市群的空间表现形式。汪彬（2018）认为城市形态的演化路径为：城市—都市圈（大都市区、大都市圈）—城镇密集区—城市群—都市连绵区—大都市带。
我国政府的相关文件也对城市群和都市圈做出区分，2019年国家发展改革委发布的《关于培育发展现代化都市圈的指导意见》中指出城市群是新型城镇化主体形态，是支撑全国经济增长、促进区域协调发展、参与国际竞争合作的重要平台。都市圈是城市群内部以超大特大城市或辐射带动功能强的大城市为中心、以1小时通勤圈为基本范围的城镇化空间形态。并提出培育发展一批现代化都市圈，形成区域竞争新优势，为城市群高质量发展、经济转型升级提供重要支撑。
基于学者分析，可以看出都市区、都市圈和城市群是区域都市化的不同发展阶段，涉及的地域范围在逐渐扩展。一般来说，城市群在体量和层级上要高于都市圈，城市群是由若干个都市圈构成的广域城镇化形态。
城市群内产业分工的研究起源可以追溯到亚当·斯密（1776）的分工理论，这种表述为分工的任务环节分离现象一般是基于产业视角的。同时基于产业和空间视角对分离问题进行的研究应该起始于区位理论，包括杜能（1826）的农业区位论、韦伯（1909）的工业区位论、霍特林（1929）的区位竞争理论、克里斯蒂勒（1933）的中心地理论等一系列区位理论的延续和发展。区位理论为产业空间分异提供了启发式的思维，但是囿于新古典经济学中空间不可能定理的局限，尤其是其中的均质性假设限制了空间维度进入一般性分析框架，因此空间问题虽然已被提出，但是产业空间性问题的研究进展一直比较缓慢。新经济地理学在这一方面实现了突破，克鲁格曼（1991）以规模报酬递增、不完全竞争和运输成本的市场结构为假设基础，验证了产业可以在不同的地理空间上分离，并构建了中心—外围模型（CP模型），不过此时的产业分离只是简单地针对农业和制造业。
随着通信和交通技术的快速发展，价值链不断分解、细化，原本属于某个价值链的环节不断独立出来，形成专业化的生产，并且价值链分工不再局限于某个城市或某个产业，而是跨越了城市、产业的限制不断形成新的分工形式，从而有利于企业更加有效地利用各地的生产要素。在这个过程中，由于中心城市的人力资本和信息资源相对充裕，外围城市的生产要素价格相对便宜，研发、管理和专业服务部门逐渐向中心城市集聚，成为城市群内的生产性服务中心，而对要素价格较为敏感的制造业逐渐向外围城市迁移，中心城市与外围城市之间逐渐呈现出新型的产业分工格局。
国外不同学者试图从不同的视角解释这一产业空间分工问题。一部分学者从微观企业的角度，对企业将生产部门、总部和研发部门设立在区域内的不同城市这一现象进行研究（Clark，1981；Scott，1981，1982；Henderson J V & Ono Y，2008；K Aarland，J C Davis & J V Hhenderson，2010；Duranton & Puga，2002，2005；Bade et al.，2004）。另一部分学者从产业角度发现越来越多的生产性服务业在中心城市集聚，而制造业集中在中心城市的周边（Fujita & Tabuchi，1997；Kolko，1999；Ettlinger N & Clay B，2010）。Duranton等（2005）把这种新形式的分工称为功能专业化（Functional Specialization）。
国内学者也对这一新型分工模式进行研究，但并无统一的概念界定，已有的概念界定分别为：新型产业分工（魏后凯，2007；卢明华，2016）；职能专业化（苏红键等，2011；刘德学等，2015）；功能专业化（李靖，2015；柴志贤等，2016）；功能分工（赵勇和白永秀，2012；齐讴歌等，2018；尚永珍和陈耀，2020；侯杰和张梅青，2020）；功能空间分工（马燕坤，2016）；空间功能分工（赵勇等，2015；刘胜，2019）；产业空间分异（黄宾，2018）；城市群内的产业分工（宋德勇和李东方，2021）；等等。
本书借鉴已有研究，将这种区域分工模式称为城市群内产业分工。主要原因有以下三个方面：一是城市功能一般包括产业发展、公共服务、吸纳就业、人口聚集，产业问题只是城市功能中的一种，如果称之为城市群内功能分工，则不能明确本书讨论的是产业分工这一主题。二是功能分工通常仅仅关注“中心”与“外围”地区之间产业的区位选择问题，范围过于狭窄，城市群内的产业分工是一个动态循序渐进的过程，首先是形成生产性服务业和制造业之间的“中心—外围”结构，其次是中心的制造业向外围城市的扩散，最后是外围地区间的产业细分。三是城市群内产业分工是分工细化与深化共同进行的，不同城市在进行产业间分工细化的同时产业内和产品内分工的深化也在进行，分工细化促进了分工的深化，反过来分工的深化又影响分工的细化，最终结果就是城市群内经济结构的形成是产业间、产业内和产品内三种分工方式的集中体现，故本书认为将这种新型区域分工模式称为城市群内产业分工更为切合主题。
基于以上分析，本书认为城市群内产业分工是以中心城市为枢纽，以外围城市为节点，以专业化分工为纽带，通过不同经济圈层的产业定位，实施产业的梯度升级，进而利用产业带动城市群整体协调发展。
胡佛（1936）构造了区域分工的度量指标（Hoover地方化系数），并对美国若干行业的数据进行了分析。Keeble（1986）综合使用基尼系数和洛仑兹曲线测算行业在不同区域的分布态势。克鲁格曼（1991）用空间基尼系数对美国3位数制造业行业的专业化程度进行了测度，并试图发现国际分工的新趋势。
国内很多学者借鉴空间基尼系数、相似系数、区位商、Hoover地方化系数、行业集中度等指标对制造业专业化进行了分析，上述指标是从制造业的集聚程度来衡量地区专业化水平，最大的问题是忽视了服务业，难以全面反映区域分工水平。又有些学者借鉴E-G指数估算产业间的协同集聚程度，从产业上下游之间的分工来衡量区域之间的专业化与分工水平，但这类方法存在的问题是，缺乏细分产业分工的统计数据。
上述方法忽略了空间距离这一重要因素，Moran's I指数、SP指数、感应度系数、影响力系数等指标被用来测度产业的空间分布。也有学者对相关指标进行了改造，李学鑫、苗长虹（2006）认为相似系数只能从总体上判别两地区产业结构的相似程度，并不能反映产业内部的具体结构。区位商法能测度出任意两地区产业内部的具体结构，但却不能定量地从总体上度量两地区产业结构的相似程度，首次提出产业结构的区位商的灰色关联分析（或称改良的区位商法）。
Duranton和Puga（2005）最早提出功能空间分工的测算方法，即用城市中管理人员与生产人员的比值相对于全国平均水平的差值来度量。Bade等（2004）、Barbour和Markusen（2007）、C Brunelle和M Polèse（2008）、Audretsch D（2011）、C B Professor（2013）、Meliciani V和Savona M（2015）、Nagamachi M和Lokman A M（2015）使用该指数对不同城市的产业分工情况进行了测度。近年来，城市群内产业分工引起了国内经济学者的关注，借鉴Duranton等（2005）提出的计算方法，并根据研究需要及我国统计数据的可得性进行了改进，许多学者对中国城市群内产业分工的时序演变和空间特征进行了计算和分析（赵勇等，2012；刘汉初等，2014；马燕坤，2016；苏红键，2017；齐讴歌等，2018；刘胜，2019）。
不同学者对不同区域和不同时期的城市群内产业分工进行测度，发现不同城市群内的产业分工发展呈现不同态势，且存在较大的地区间差异。
赵勇和白永秀（2012）运用空间功能分工指数对中国十大城市群2003—2010年功能分工水平进行测度，结果显示研究期间，总体分工水平相对较低并呈现出波动中持续下降的趋势，2008年之后开始上升，且东西部城市群间存在较大差距。刘汉初和卢明华（2014）对比分析我国2000年和2010年不同城市功能专业化水平，发现总体水平略有下降，超大城市功能专业化水平上升，中小城市功能专业化水平下降。马燕坤（2016）计算2003—2012年京津冀、长江三角洲和珠江三角洲三大城市群功能空间分工强度，发现城市群功能空间分工强度与城市群自身的经济发展程度和发育水平存在显著的正向关系，并呈现不明显的倒“U”型趋势。苏红键（2017）发现2006—2012年，城市的职能专业化和职能专业化分工在城市群内表现得更加显著。尚永珍和陈耀（2019）对比京津冀和长三角城市群功能空间分工水平，发现长三角城市群中心城市生产性服务业集聚、周边城市制造业集聚的功能空间分工态势正逐渐增强，京津冀城市群的功能空间分工虽然也在逐渐增强，但北京一家独大的现状使得城市群内部功能空间分工态势并不明朗。
除了传统的分工理论对分工原因的解释，国外学者也从不同角度对分工形成的原因做了解释。有的学者认为联系成本、信息成本的降低是产业分工形成的直接原因。Jones（2001）等人提出了“技术说”，认为技术进步是推动产品内分工发展的重要原因，对于劳动力丰富的发展中国家来说，可以通过参与劳动密集工序的生产而获利。Deardorff（1998）则提出“壁垒说”来解释产品内分工。他认为产品内分工本来在技术上是可行的，但某些壁垒的存在会阻碍它的发展。Ota和Fujita（1993）研究表明如果企业间不同部门的联系成本降低，企业的生产部门就会分离出去，并且随着交通成本和联系成本的进一步降低，企业管理部门会在中心城市集聚，生产部门向市郊迁移。Bade等（2004）认为在互联网时代，需要面对面接触生产的商品和服务会在中心城市集聚，而标准化的生产活动将向边缘地区扩散，并提供了德国九个不同区域的区域专业化模式变化的经验证据。Gallego J等（2013）提出鉴于远程交互的可能性有所增加，欧洲的知识密集型服务业越来越不需要集聚在一处。
有的学者则认为生产性服务集聚所形成的信息优势促进了产业分工的形成。Kahnert（1998）的经验研究也证明了知识溢出促进生产活动的集聚作用，研究表明具有高知识密度的创新生产机构（需要面对面地直接沟通）往往集中在核心区域，而标准的、常规的生产机构通常集中在外围区域。Henderson J V和Ono Y（2008）发现美国企业为了便于获得产品和市场的信息，更倾向于将企业总部设置在区域的中心城市。Englmann和Walz（2010）建立了一个理论模型证明知识溢出的存在为高技术企业在核心区集中提供了重组的理由，而知识相对不重要的传统产品则在外围区域生产。如果人力资本也倾向于集聚在核心区域的话，要求非熟练劳动的常规性活动则集中在外围地区，核心和集聚的差异性增长路径也会加强。V Meliciani和M Savona（2015）认为集聚经济、垂直联系和创新是商业服务区域专业化的重要因素。
国内学者也对产业分工的影响因素进行了多角度研究，主要有以下几种观点。
汪斌等（2005）认为城市产业集群形成的主要原因是细化分工有利于降低交易费用。江静和刘志彪（2006）论述了要素成本和交易成本的关系，认为中心城市因其较高的要素成本和相对较低的交易成本更利于发展对要素成本不敏感的生产性服务业，而外围城市由于要素成本低则更有利于发展制造业。国家发改委国地所课题组（2009）认为中心城市土地、劳动力成本的上升和外围地区交通设施的完善促使一般性制造业外迁。张若雪（2009）认为异地层面管理成本的减少和制度层面行政壁垒的减少是经济圈产业分工程度上升的原因。陈国亮和陈建军（2012）发现当商务成本超过一定的阈值后，城市将由二、三产业的共同集聚转向分离趋势。贺灿飞等（2012）发现在我国城市体系中的高端城市更能吸引位于价值链高端的企业迁入，并呈现功能专业化的趋势。李靖（2015）认为交易成本降低是新型产业分工的形成机制，而交易成本的降低则来源于交通通信技术的发展、生产技术的进步和地区开放制度及产权制度的建立。刘德学和何晖（2015）实证分析发现土地成本、基础教育服务水平、产业结构比例对珠三角城市群内部职能化分工存在显著的正向影响。蔡海峰（2016）实证发现居住成本、教育状况、地区经济发展水平、交通状况对长三角城市群产业分工存在显著的正向影响。马燕坤（2016）认为城市群内产业分工形成的主要影响因素是要素成本、技术进步、行政分割和城市发展，其中行政分割越强功能分工就越难以形成，城市的发展则使城市的要素成本处于不断的变化之中，形成新一轮的产业转移。
一部分学者从技术角度解释城市群内产业分工的形成原因。张若雪（2009）认为随着通信和交通技术的进步，企业可以把不同的生产环节放在不同的地区，而不必把所有的生产环节放在一起，从而有利于企业更加有效地利用各地的生产要素。在这个过程中，经济圈内部中心城市和其他城市之间逐渐呈现出功能分工的格局。陈建军和郑广建（2014）认为高速铁路缩短了城市间空间和经济的距离，交通可达性和便利性的增强可以产生市场结构效应、劳动力池效应和创新溢出效应。李靖（2015）认为新型产业分工是分工向更深入、更细化领域发展的结果，它的形成机制有两个：交易成本和市场需求。其中交易成本降低源于三个方面：一是交通通信技术的发展；二是生产技术的进步；三是地区开放制度和产权制度的建立。马燕坤（2016）认为运输技术、通信技术、编码技术的进步促进了城市群内产业的进一步分工。覃成林和杨晴晴（2017）认为在高速铁路的影响下，生产性服务业空间格局呈现局域的集聚和全域的分散状态，主要集聚于以北京、上海、深圳为核心的三大城市，省域性的集聚主要集中于以省会城市为主的中心城市。
陈建军（2007）根据新空间经济学的分析框架，发现自20世纪80年代以来，长三角地区内部经济发展的长期过程实际上是一个比较典型的以产业转移为载体的“集聚—扩散”演化过程，表现在以上海为核心的中心区域向外扩张。张亚斌等（2006）基于经济地理学理论视角，通过对中心城市的出现、城市群的形成以及区域“圈层”经济形态演变的研究，认为不同级别的城市通过充分发挥各自的市场区位优势，“吸引”不同类型的产业企业或企业不同生产环节形成集聚并由此实现“圈层”内部产业企业的合理分工。赵勇和白永秀（2008）认为城市群的形成既是在居民—厂商主体区位选择的基础上集聚扩散的微观过程，也是基于垂直联系的产业演化过程。李靖（2009）认为同类工序或环节在特定区域形成规模集聚，使得区域专业化产生的经济效应得以实现，即区域专业化满足了经济可行性要求。吴福象等（2013）则以长三角的16个核心城市为例，认为人力资本的集聚促进了区域中心城市产业结构的升级，并随着要素的聚散而形成了合理的分工体系，实现了不同层级的城市间的产业协同发展。
中国区域经济发展不是纯粹市场化的结果，政府对经济的干预通常对地区产业布局的形成产生重大影响。孙久文和原倩（2014）发现附加了宏观调控职能的、泛化的区域政策加剧了地方政府竞争和区域分工抑制现象。赵勇和魏后凯（2015）发现从中国区域发展现实来看，在政府主导的发展模式下，各级政府不仅会通过宏观政策、政府规制等方式间接影响区域发展，而且会通过财政补贴、税收减免、土地供给优惠、环境管制放松等方式影响企业和产业区位分布。杜建军等（2016）认为我国独特的政治制度对城市的分布和变迁更是有着显著影响，自改革开放至今由计划体制向社会主义市场体制的转型期，我国政府行为仍然在很大程度上影响着城市体系的演变。