随着我国经济的持续快速发展，城市规模扩大，人口数量增长，造成出行需求的急剧增长，这与城市有限的空间和道路交通资源相冲突。公共交通承担着解决这问题的重任，但由于城市居民的出行需求的多样化以及出行方式的多样化，造成我国城市交通结构中公共交通所占比例过小，配置很不合理。因此，有必要对城市居民出行方式选择行为进行分析。首先，对城市居民出行行为的内涵进行了阐述，认为出行行为是城市环境特性、出行方式特性和出行者特性共同作用的过程，对可选出行方式进行了分类并分别阐述了它们的特点和发展趋势，根据内涵分城市环境特性、出行方式特性和出行者特性三方面分析了影响城市居民出行方式选择的因素。其次，通过对效用理论内涵、效用理论在出行方式选择中应用的学习，分析传统效用函数的不足，提出以与理想出行方式接近程度来代替传统出行效用的方法，这种方法避免了影响因素不同的出行方式无法直接比较的难题，也改进了原有研究将不同属性的差异等同对待的缺陷。然后，根据对城市居民出行行为内涵、出行方式分类、出行方式选择影响因素等的学习，利用北京是第三次居民出行调查数据，选取公交车、地铁、步行、自行车、小汽车5种主要出行方式和20种相关因素，进行二项Logistic回归分析，通过详细的分析步骤筛选出5种出行方式选择的主要影响因素。最后，根据二项Logistic回归分析所得到的各出行方式影响因素以及提出的新的出行效用，构建出城市居民出行方式选择模型，并给出了模型计算的系统流程，以北京市为例，进行了算例验证，得到了各出行方式分担率的距离曲线，模型很好的描述了城市居民对出行方式的选择情况。问题的研究对于居民而言，可以帮助其进行出行方式的最优选择；对交通管理者而言，可以为出行方式比例调控和交通规划建设提供参照和借鉴。