城镇化是城市人口增加、城镇空间不断扩张、经济快速发展以及社会进步的一个过程。山西省作为资源大省,在城市发展的过程中大气环境质量也受到了一定程度的影响。因此,研究山西省城镇化与大气环境协调发展的情况,找到发展过程中存在的问题并提出相应的改善建议,对山西省未来的可持续发展具有重要意义。本文以山西省11地市为研究对象,进行了两部分研究。第一部分是SO₂、NO₂和PM₁₀浓度与城镇化的EKC检验。以人口城镇化率为主解释变量以及6个其他解释变量,再分别将SO₂、NO₂和PM₁₀浓度作为被解释变量,拟合分析了大气污染物与城镇化率间的关系,找到了影响污染物浓度的影响因素。第二部分是建立了城镇化与大气环境质量耦合协调度的评价体系,采用主观客观相结合（层次分析法和熵权法）的赋权方式,首先从人口、空间、经济、社会城镇化四个方面选取了22个指标,对城镇化综合水平进行了评价。接下来又从大气环境压力、状态、响应三个层面选择9个指标,对大气环境质量综合水平进行了评价。并在此基础上做了耦合度评价和耦合协调度评价。结果如下:（1）SO₂浓度与城镇化率表现为倒N型关系,恶化拐点和改善拐点分别为城镇化率是42.36%和61.15%的时候。NO₂浓度与城镇化率也表现为倒N型关系,恶化拐点和改善拐点分别是城镇化率为39.19%和80.76%的时候。这两项污染物浓度都随城镇化率的提升表现出下降-上升-下降的趋势。PM₁₀浓度与城镇化率表现为U型曲线,拐点为城镇化率是40.92%的时候,表现出先下降后上升的趋势。但是随着山西省对大气环境治理强度的加大,这一趋势将会出现一定程度的改善。（2）在进行耦合协调度评价过程中,首先是对城镇化综合水平和大气环境质量综合水平的计算。结果表明山西省11地市的城镇化综合水平在2004-2017年间整体表现出提高的趋势,其中太原市的城镇化综合水平远远高于其他10个地区,城镇化综合水平提升的速度也是太原市稳居第一。其他10个地区则增速较慢,且增速差别不大。山西省11地市的大气环境质量综合水平在2004-2017年间呈现出波动式上升,从历年均值来看,各地市的指数较为接近,没有表现出城镇化综合水平那样严重的分化现象。（3）山西省11地市2004-2017年的城镇化与大气环境质量耦合度处于拮抗阶段,都未到达良性耦合阶段,未来仍有发展潜力。从耦合协调度来看,截至到2017年,只有太原市达到了协调状态,且属于大气环境滞后类型。其余10个地区都未达到协调状态,处在濒临失调和轻度失调阶段,属于城镇化损益型,且城镇化综合水平低于大气环境质量综合水平。最后,本文根据山西省城镇化与大气环境质量协调发展的研究,提出了存在的问题,并从优化产业结构、合理扩张城市提高绿化率、培养高层次人才、提高能源利用效率、升级大气污染治理设施、强化环境规制强度方面提出了相应建议。