Важны признак городской среды территориальная неоднородность качественного состояния и уровня нагрузки на окружающую среду в пределах города; при этом различия могут достигать значительных величии. Раскрытие качественного состояния городской среды (при экологической направленности ее исследования) основывается на комплексном подходе, ориентированном на наиболее полное соответствие двум основным социально-экологическим целям: охраны и улучшения окружающей человека среды (средозащитная функция) и охраны природных комплексов (природоохранная функция), при этом между ними предполагаются неразрывное единство и зависимость.
Особенность системного подхода при экологических исследованиях городской среды состоит в рассмотрении указанных целей в непосредственной связи с процессами развития и совершенствования всей городской системы в целом и ее отдельных подсистем. Среди множества сложных подсистем современного города, в первую очередь выделяются те, которые наиболее активно воздействуют на формирование окружающей городской среды. К ним относятся следующие функционально планировочные подсистемы: промышленная жилая и другие функциональные зоны города; городское движение и транспорт; системы открытых озелененных пространств, городских и пригородных территорий; резервные территории. Эти подсистемы рассматриваются на различных планировочно-территориальных уровнях (система группового расселения, города, жилой район).