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城市群内区域差异问题研究是区域差异的相关研究方法具体应用于城市群的研究内容，与之相关的文献综述主要包括区域差异的内涵诠释以及对不同地理范围内区域差异的测度与比较。
区域差异指地区间社会经济综合实力水平的差距，包含了地区间经济、社会以及影响经济和社会发展的各方面要素的差距（陈秀山等，2004；覃成林等，2011；孙久文等，2017）。已有研究中关于区域发展不平衡的相关概念有区域差异、地区差距、经济差距、居民收入差距、发展差距等一系列相关概念。由于地区的经济发展是一个综合性概念，从而区域差异相应地也应该是一个综合性指标（仇娟东，2013），既有总量上的差距，也有人均意义上的差距，但由于各地区在土地面积、人口等各方面存在先天性差异，已有研究更多关注各地区人均意义上的差异。
本书所指的区域差异主要是指城市群内各城市人均意义上的总体经济发展水平非均等化的现象，致使城市群内呈现经济发展不平衡的局面。
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，中心和外围城市间的产业分工使得不同产业类型在不同区域集聚，从而形成显著的经济活动空间差异性。这种差异性或异质性不仅体现在以城市群为整体的区域范围内、城市群的中心和外围间，还可能体现在城市群的外围区域内部。因此，本书借鉴泰尔指数对区域差异的分解思路，从城市群总体空间差异、中心和外围间的区域差异、外围城市间的区域差异三个空间层次对城市群内的区域差异进行研究
。
目前，用来测度区域差异大小的方法主要有三种：一是描述绝对差异的指标，主要有标准差、极差、最大值、最小值等；二是描述相对差异的指标，主要有变异系数、极值比率等；三是可分解指标，主要有泰尔指数、基尼系数等。前两种方法能够直观描述区域差异随时间变化的趋势，但不能表达出差异的来源与构成，泰尔系数和基尼系数不仅能表达出地区间的相对差异，还能将其成分分解成组间差异和组内差异。
测度指标一般采用人均GDP、地区生产总值、地区财政收入、GDP增长率等指标，还有学者采用夜间灯光数据（刘华军和杜广杰，2017）。多数学者认为以人均GDP来衡量地区经济发展差异较为合理，因为不同区域间的地区生产总值、地方财政收入因地理范围的差异而缺乏可比性，只能体现相对规模的大小。GDP增长率的差异同样在增长基础很高和增长基础很低的不同区域间不具备可比性。夜间灯光数据主要能够在一定程度上克服人均GDP指标的主观性和统计推断误差，但美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，NOAA）官方网站公布的灯光数据从1992年开始，只能用来反映一定时期的区域发展差异。
地区发展不平衡不仅是学术界研究的热点问题，同时也是我国经济发展中众多学者关注和探讨的焦点问题。有关区域差异的研究多是以我国31个省份为研究对象，研究内容主要集中在中国区域差异是收敛还是分散以及东、中、西地带间经济差距上，近年来南北之间的差距问题也逐渐显现。以城市群为研究对象，对城市群内区域差异讨论的相关文献较少。城市群是以区域中心城市为主体，与周边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，非均质的空间结构使其内部区域差异表现得更为明显。不同学者对不同城市群不同时期的区域差异进行测度，得出的研究结论也不尽相同。
一些学者从城市群内部总体差异角度展开研究：邓慧慧（2011）利用1952—2009年长三角、珠三角和环渤海都市圈内部省级数据进行测算，发现长三角和珠三角具有收敛趋势，但是环渤海都市圈内不存在收敛性。邓慧慧（2012）利用泰尔指数对十大城市群2000—2012年人均GDP的变化进行计算，发现除京津冀和辽中南城市群外，其他城市群内部城市间的总差异在不断减少。马勇（2016）通过计算长江中游城市群2004—2013年十年间的变异系数，发现长江中游城市群城市间经济差异减小，其中武汉城市圈是长江中游城市群总体经济差异的主要贡献者。杨明海（2017）通过计算七个城市群2006—2015年创新能力的区域内差距，发现京津冀城市群区域内差距最大，中原城市群区域内差距最小，其他城市群处于中间水平。
另有一些学者从中心和外围角度对城市群内的区域差异进行测度：周雪和李超（2020）对长江经济带八个城市群2003—2017年中心和外围间地区生产总值（GDP）之间的差距进行测度，发现除长三角城市群外，其余城市群地区差距都在逐年扩大。赵勇和齐讴歌（2015）、赵勇和魏后凯（2015）使用人均GDP和GDP测算2003—2011年中国16个城市群的中心和外围间的地区差距，并对分工与地区差距之间的关系进行讨论。兰秀娟和张卫国（2020）以省域为单元，使用人均GDP计算2005—2017年中心和外围间的经济发展差异。