【目的】快速城市化引发的环境社会问题日益威胁着城市居民健康，优化配置城市公园绿地已成为特大城市建成环境干预居民心理健康的重要途径。【方法】基于“自然-心理-社会”的理论分析，运用天津市1 559份居民调查数据，构建有序Logit与调节效应模型探讨了城市公园绿地对居民心理健康的影响，并考察了社会经济地位的调节效应在其中引发的健康不平等问题。【结果】基准回归结果表明，提高城市公园绿地可达性能够正向影响居民心理健康，且这种正向影响呈现出由中心城区向城市外围不断衰减的趋势。调节效应分析发现，社会经济地位在城市公园绿地可达性促进居民心理健康的关系中具有正向调节作用，社会经济地位显著强化了公园绿地可达性对居民心理健康的正向影响。异质性分析发现，城市公园绿地可达性的心理健康促进作用，在不同户籍、性别及年龄群体间存在异质性；且在社会经济地位的调节作用下，城市相对于农村、女性相对于男性、老年人相对于青年人更容易遭受公园绿地可达性差异引发的心理健康不平等风险。【结论】为提升全民心理健康水平，应从优化绿地规划布局、提升绿地服务质量及强化绿地管理制度3个方面，促进城市公园绿地更加公平、高效地发挥心理健康效益。