城市活力可有效体现城市自身发展的能力和潜力,城市扩张是城市发展在空间尺度最为突出的特征之一。然而,在城市快速发展的同时,土地资源利用不足、社会资源不均等、自然生态系统退化以及环境污染严重等问题相继产生,在一定程度上反向制约了城市可持续发展。京津冀城市群、长江三角洲城市群和珠江三角洲城市群是我国综合实力最强的三大城市群,反映中国区域经济发展的最高水平。因此,探究三大城市群城市活力与城市扩张的协调发展对于促进维持区域可持续发展具有重要意义。本研究以DMSP-OLS和NPP-VIIRS夜间灯光数据为数据源,结合阈值法和最大类间方差法提取1992～2019年三大城市群城市建成区,利用城市扩张率指数和标准差椭圆模型对城市扩张的动态及其演变特征进行分析;进而,从经济活力、社会活力、资源环境活力和文化活力4个方面构建城市活力评价指标体系,并应用熵值法对城市活力进行评估,通过耦合协调度模型和结构方程模型探究该城市群城市活力与城市扩张的耦合关系;在此基础上,利用BP神经网络模型预测三大城市群城市活力与城市扩张的发展趋势,从经济发展因素、生态环境因素、科技文化和地理区位因素3个方面对城市活力与城市扩张的耦合关系进行驱动力分析。通过研究,得出以下结论:（1）1992～2019年京津冀、长江三角洲和珠江三角洲城市群城市面积均呈增长趋势,总变化面积分别为39956.39 km~2、71583.12 km~2和21093.43 km~2,其中京津冀城市群总体扩张面积核心城市大于非核心城市,长江三角洲和珠江三角洲城市群总体扩张面积非核心城市大于核心城市;三大城市群非核心城市扩张强度均大于核心城市。（2）1992～2019年三大城市群城市活力整体均呈上升趋势,且核心城市城市活力增长率均较非核心城市更大。三大城市群城市活力均为文化活力增长最快,资源环境活力增长最慢;其中,京津冀城市群中北京市和天津市城市活力评价值高于其他城市;长江三角洲城市群中上海市和南京市城市活力评价值高于其他城市;珠江三角洲城市群中深圳市和广州市城市活力评价值高于其他城市。（3）城市扩张与城市活力耦合协调度水平京津冀城市群呈“中部高,南部低”态势,截至2019年大多数城市均处于高度协调水平;长江三角洲城市群呈“东部高,西部低”态势,各地级市耦合协调发展水平不断上升;珠江三角洲城市群呈“中东部高,西部低”态势,总体上2019年各地级市城市均处于中高度耦合协调发展水平。（4）城市扩张与城市活力各子系统均呈正相关关系,资源环境活力标准化路径系数均最小,对城市扩张的促进相对较弱,经济活力标准化路径系数均最大,对城市扩张的促进相对较强。三大城市群耦合关系预测分析中,京津冀城市群、长江三角洲城市群和珠江三角洲城市群城市活力与城市扩张耦合关系整体均呈上升趋势。