用系統工程的理論和方法進行城市發展戰略研究，制定城市發展規劃和實施城市組織管理的技術。60年代中期美國就開始建立城市管理資訊系統，70年代日本在大阪等城市開發城市交通管理系統和給水自動化管理系統。80年代各國在城市發展規劃、最優規模、基礎設施、環境保護、交通管理系統和公共事業系統等方面進行瞭大量的開發研究工作。中國在制定城市發展規劃、建立城市管理資訊系統和實現城市交通管理現代化等方面正在進行大量的研究工作。
城市發展戰略研究 城市發展戰略研究是城市系統工程的一項重要任務。它的主要內容是研究城市的最優佈局、最優規模和最優發展速度。當城市的規模，特別是人口增加到一定程度後，由此造成的不良的社會後果將超過集聚經濟效益。城市在一定時空下的規模問題，是城市系統優化的一個重要方面。美國系統工程專傢吉佈森分析瞭不同規模城市的效益和產生的社會問題，指出從近代城市的發展來看，3～5萬人的城市，生活環境最好，但經濟效益差。當人口增加到25萬時，生活條件變差，但就業機會增加，經濟效益明顯提高。當城市人口增加到100萬以上時，城市的缺點就暴露出來,住房緊張，交通擁擠，環境污染，犯罪增加，出現能源、資源、用地、用水、就業等問題。一般認為15～50萬人口的中等城市，其經濟效益和社會效益綜合效果較好。中國是一個發展中國傢，城市化過程還剛剛開始。城市人口占總人口的比例，1949年為10.7％，1982年為20.6％。中國國民經濟正沿著以城市為中心，由城市引導和帶動農村的方向發展。因此制訂城市發展規劃就要從城市的區域觀點和中心作用出發，研究城市發展的最優佈局，探討城市系統的最優模式，並根據國力確定城市發展速度，使城市在現代化建設中發揮更大的作用。
城市系統分析
包括建立城市系統模型，確定城市發展目標和指標體系，系統仿真，系統優化，技術評審，風險分析和決策分析。城市系統模型往往是模型體系，包括結構模型、功能模型和時間序列模型。圖為城市系統的層次結構。為瞭確定城市發展目標和指標體系，要從城市的區域觀點和中心作用出發，著重研究以下三個方面的問題：①城市的自然負擔能力。即城市的氣候、土地、水資源、礦藏等自然資源對城市人口、生產活動、城市功能特點以及發展速度與規模的影響。②城市所處的社會、地理環境及其對城市的支持能力。③城市已有的人力、物力、科學技術和文化資源對城市發展的影響。在目標分析的基礎上建立一系列指標來衡量每一方案、政策與措施對預定目標的滿足程度。城市系統分析一般采用
層次分析法，它通過對城市系統諸要素間相對重要性和從屬關系的分析來建立一系列判斷矩陣與層次排列矩陣，從而選出最優方案。
城市組織管理現代化 城市系統的一個核心問題，是對社會事務的組織管理。為瞭及時作出正確的決策，城市系統的組織管理應包括以下三個子系統：①管理信息系統。城市的管理信息系統是一個多層次的信息采集、信息傳輸和信息處理系統，由計算機、數據庫和數字通信網組成。它的最高層次是市政府管理機構的管理信息系統。②專傢咨詢系統。現代城市的組織管理問題，涉及多方面的知識和經驗，必須調用各方面的專傢進行咨詢。同時形成一系列的文件、報告、方案、政策和模型，存入計算機內，以便隨時調用。城市系統工程要建立的模型有社會經濟模型、城市基礎設施模型、環境生態模型、人口模型、資源模型、區域國民經濟環境模型、管理決策模型等。③決策支持系統。它使決策者便於發現問題和提出問題，幫助決策者提出達到預定目標所需要的指標和約束條件，調用有關模型和檢索相關資料進行方案選擇，進行分析、評估、表決或制定行動準則，生成文件和發佈命令等。
城市系統工程的實施 在城市發展戰略研究和城市系統分析的基礎上制定切實可行的城市發展規劃，並在城市發展規劃的指導下進行城市系統設計。城市系統工程的實施是在城市長期發展的過程中逐漸實現的，但可以通過最優排序由社會實體分期分批進行。