随着中国工业化和城市化进程的加快，环境问题成为人们关注的焦点。空气污染严重影响人类生产生活，是影响人类健康的一个主要环境风险。城市作为人口和经济活动的高度密集区，其环境空气质量状况评价、改善及治理是空气污染防治工作的重点。空气质量级别的明确有利于人们的出行安排，中国主要城市空气质量与经济增长之间关系的分析对相关部门采取相应的环保措施提供参考。本文首先采用层次分析法选取空气质量评价因子，确定PM₁₀、SO₂、NO₂为城市空气质量评价指标；其次，根据评价指标的年均浓度值，建立基于支持向量机的中国主要城市空气质量级别分类预测模型，对中国29个环境重点保护省会城市的空气质量级别进行分类。并采用交叉验证选取最佳惩罚参数及核函数参数，依据不同的归一化方式和核函数对比分类准确率。最终采用[0,1]的归一化方式和RBF核函数对中国29个城市的空气质量级别进行有效分类。根据数据的可得性，选取29个环境重点保护城市中的25个进行环境库兹尼茨曲线分析；接下来，选取中国主要城市空气质量与经济发展关系研究的环境和经济指标。采用空气污染综合指数法对25个城市的空气质量状况进行直观分析，确定空气污染综合指数为环境指标。对25个城市的经济状况进行分析，确定人均GDP为经济指标；最后，根据环境及经济指标，建立25个城市的环境库兹尼茨曲线模型，分析各城市拟合结果，并对比分析二级、三级空气质量等级城市的环境库兹尼茨曲线拟合差异性。据此，分析中国25个环境重点保护城市空气质量与经济增长之间关系与环境库兹尼茨曲线倒“U”型关系相符性产生的原因。并针对文章结论，提出中国城市环境空气质量改善及其与经济增长之间协调发展的建议。