自改革开放以来,中国城市化快速发展,但是发展的同时也会伴随着一系列问题的发生,其中,城市化发展不均衡与环境污染之间的矛盾已逐渐成为制约我国经济持续增长的重要因素。城市蔓延是城市化发展不均衡的一种典型特例,而长江经济带作为我国经济增长的重要极点,在国家发展战略中处于重要地位,如今也面临着城市化发展不均衡、环境污染严重等发展问题。因此研究长江经济带城市蔓延对环境的影响效应,对促进长江经济带城市协调发展、优化长江两岸环境具有借鉴意义,对于推动国家经济持续增长也有一定的参考价值。文章首先回顾了国内外城市蔓延与环境污染的相关研究,以城市蔓延与环境污染的相关理论为基础,构建理论模型分析城市蔓延对环境污染的影响。并以长江经济带104个城市2003—2015年指标数据为样本,分别测算了城市蔓延与环境污染指数,探究长江经济带城市蔓延与环境污染状况的时空演变特征;最后基于夜间灯光数据利用静态面板、动态面板模型与空间杜宾模型,实证分析城市蔓延对环境的影响效应。城市蔓延与环境污染时空演变特征表明,(1)长江经济带城市化得到了快速发展,但是发展不均衡,城市蔓延不断严重化。长江经济带中部地区城市蔓延最为严重,下游次之,上游地区最低。(2)长江经济带环境污染指数整体较高但演变趋势平稳;三游地区环境污染均有所加剧,但高污染地区数量有所减少,且污染指数极差降低。(3)空间上,长江经济带环境污染相关性较弱,但相关性在逐年增强。正集聚效应城市主要分布于中、下游区域,负集聚效应城市主要分布于上、中游区域。计量检验结果表明,(1)长江经济带城市蔓延均对环境污染指数成负向影响,城市蔓延有利于减缓环境污染。(2)空间上,城市蔓延对污染指数的直接效应为负、间接效应为正,且直接效应大于间接效应,说明环境污染受本地城市蔓延的影响大于邻边地区城市蔓延的影响。总效应为负向影响。(3)控制变量方面,在长江经济带全流域中,产业转移与政府制度水平、城市开放水平以及城市化水平提升会加剧环境污染;居民收入增长会减缓环境污染。文章根据得出的结论建议从城市建设、产业结构、制度构建、城市化质量、开放发展以及人才培养6个方面优化长江经济带的生态环境。