东北老工业基地振兴以来，经济增速明显提高，城镇化进程稳步推进，基础设施建设水平不断提升，老工业基地改造取得了阶段性成果。然而，成果背后同样存在着隐患，如城镇化或基础设施发展水平的区域性差异问题，城镇化与基础设施建设的发展不同步、不协调问题等，成为制约东北地区实现区域经济一体化进程的关键性因素。新时期下，东北地区面临着新的发展机遇及挑战，如何推动城镇化与基础设施协调发展，实现资源的合理配置，缩小区域差异等是当今面临解决的主要问题。文章立足于东北三省34个地级市，结合系统论、协调发展论等相关理论，首先对东北地区城镇化和基础设施的平均水平进行年份比较，分析其变动趋势；其次，运用综合指标评价法对东北地区34个地级市的城镇化和基础设施综合水平进行评价，并分析了不同年份的绝对差异和相对差异；最后分析了东北地区城镇化与基础设施的时空演变、耦合协调度阶段以及基础设施对城镇化发展的贡献度等，具体如下：（1）使用探索性空间数据分析（ESDA）方法分析2003年以来东北地区城镇化与基础设施的时空演变特征，分别从全局空间自相关分析和局部热点分析两个角度进行评价，总结出城镇化与基础设施的时空演变规律。时间变化上，城镇化与基础设施热点区逐渐扩张，冷点区有所收敛；空间变化上，热点区在辽中南城市形成，冷点区在黑龙江北部出现，“南北差异”明显；（2）借助物理学中的耦合协调度模型，定量评价2010年城镇化与基础设施的耦合协调发展阶段，并对耦合协调度进行了阶段划分。结果表明，东北地区城镇化与基础设施的耦合协调度主要体现在城市等级与空间差异上，与经济发展水平有较强的相关性。（3）引入空间变量建立基础设施与城镇化的空间计量模型，从中得出：不同基础设施对城镇化发展的贡献程度不同，根据作用力度的大小排序为：环境设施＞通信设施＞交通设施＞供排水设施＞能源设施。由此可见，环境因素越来越成为推动东北地区城镇化发展的主导力量。