随着中国经济由高速增长转为高质量发展,区域经济结构正发生深刻变化。作为承载产业和人口的主要空间载体,国家级城市群在要素配置、科创引领以及环境保护等领域发挥着重要的作用。作为中国经济新发展格局中最具活力的核心地区,国家级城市群是推动城市经济绿色发展的重要载体。新时代下国家级城市群在区域经济环境协调发展中作用愈发重要,作为推动区域协调发展的重要政策工具,国家级城市群设立政策的实施不仅要关注其经济效应,更要强调其环境污染协同治理的效果。而国家级城市群的设立究竟能否带来经济环境的双重红利,其对经济增长和环境污染的作用机制如何?如何客观评价国家级城市群设立政策的经济效应与环境效应,并准确评价和识别国家级城市群设立政策的效果发挥机制,已成为政府机构、学术界和社会关注的热点问题。然而关于国家级城市群设立政策对经济发展和环境污染的作用机制仍需要进一步实证检验。首先,本文搜集了2003-2019年的《中国城市统计年鉴》数据并进行整理,最终得到280个地级及以上城市的面板数据资料,接着本文根据双重差分模型的分类选取本文合适的模型——多时间点双重差分模型分别来评估国家级城市群设立政策对经济发展和环境污染的影响作用,根据模型的假设以及要求,为保证模型的稳健性本文构建了PSM-DID模型检验以减少选择性偏差、平行趋势检验以满足模型假定、反事实检验、安慰剂检验、替换被解释变量检验和内生性检验。然后,为检验国家级城市群设立政策对经济发展和环境保护影响的区域异质性,本文建立了三重差分模型对国家级城市群设立政策的经济效应和环境效应按照城市的规模进行异质性分析。最后,基于中介效应模型分别从绿色技术创新视角、产业结构调整视角和产业集聚视角进一步探究国家级城市群政策实现经济效应和环境效应的内在作用机制。最终结果表明:（1）城市群设立政策不仅可以提升人均地区生产总值从而实现经济红利,还能显著降低城市环境污染程度从而实现环境红利,达到促进区域经济发展与减少环境污染的双赢效果。该结果经PSM-DID、平行趋势、反事实、安慰剂及替换被解释变量、内生性等等检验以后依然成立,从而说明模型具有稳健性。（2）城市群设立政策的经济效果和环境效果呈现出显著的地区异质性,具体而言,国家级城市群设立政策对于大中城市的相较于小城市,大中城市从国家级城市群设立中获得的政策效益更大。（3）机制甄别表明,国家级城市群设立政策的经济红利是通过产业结构合理化驱动效应、产业结构高级化驱动效应和产业集聚效应来实现,而其环境红利是通过绿色技术创新驱动效应和产业结构高级化驱动效应来实现。结合上述理论分析与实证分析可以看出,国家级城市群设立政策能够有效地促进经济发展并降低城市环境污染程度。国家级城市群设立政策所带来的这种经济效应与环境效应具有明显的区域异质性。国家级城市群设立政策促进城市经济发展与降低城市环境污染度的机制不同。所以,为了进一步提升国家级城市群对促进经济发展和环境改善的作用,文章根据上述实证结果从增强绿色技术创新能力、优化产业结构、推动产业集聚升级以及加强区域合作等方面提出相关建议,对于国家级城市群的发展提供重要启示。