随着经济社会的发展，人类对城市水环境系统的结构与功能改造能力强劲，除自然因素外，水环境状态为人类污染行为与治理行为共同作用下的集中体现。为分析城市水环境效应，以太湖流域为例，基于PSR模型对流域各市2010～2018年的水环境状态进行测度，并检验其空间相关性，采用杜宾模型重点分析了社会经济发展等因素对城市水环境状态的影响以及其空间溢出效应。结果表明：2010～2018年间太湖流域各市的水环境状态均有不同程度的提升，相比而言，位于流域下游区域的嘉兴和上海的水环境状态较差；城市间的水环境状态存在着正向的空间溢出关系，具有“一荣俱荣，一损俱损”的现象；人口集聚对所在城市的水环境状态有负向效应，经济发展与外商投资为显著的正向效应；对周边区域的影响作用来看，人口集聚、科技创新和耕地面积的负向溢出显著，建设用地面积和产业集聚为正向溢出；太湖流域城市产业集聚发展趋于成熟，能实现经济与环境的协调发展；然而来自农业的面源污染是不可忽视的制约水环境改善的影响因素。最后，根据研究结果为城市水环境改善提出加强跨区域协同治理、引导城市土地集约式发展、加强农村水环境治理等政策建议。