主体功能区是中国经济发展和生态环境保护的大战略,解析其空间结构演变过程和趋势是国土空间开发与主体功能区格局优化的重要依据.文章通过探索主体功能区空间结构演变的科学与政策内涵,以城市化地区、农业发展地区和生态安全地区三者人口或经济的比例关系为基本参数,测度颁布《全国主体功能区规划》(2010年)前后5年的主体功能区核心-边缘结构、点-轴结构的演变特征,揭示核心区域、边缘区域、距离轴线的国土空间结构演变过程;结合新时期生态文明建设及区域协调发展战略新要求,从区域差距、资源环境效应、对外联系等方面分析国土空间结构演变存在的问题.研究发现:人口、经济进一步向城市化地区、城市群区域、主要开发轴线集聚,人口集聚过程快于经济集聚过程,人口与经济呈现相互均衡的趋势,且与全国自然承载力及考虑地理区位和系统整体性的地域功能适宜性的格局趋于吻合;不同功能区之间、区域板块之间、核心区域与边缘区域之间、沿轴线区域与远离轴线区域的区域差距呈现出不断缩小的态势,但区域发展不平衡问题、资源环境问题依然突出;国家“两横三纵”轴线无法适应我国新时期区域协调发展及“一带一路”对外开放的战略需求.据此提出:推动人口进一步向城市群及主要轴线核心区域集聚,实现人口与经济相均衡;进一步减少北方地区边缘区域的人口压力,从而促进人口规模与自然承载力相均衡;增加珠江-西江发展轴带,完善“三横三纵”的国土空间开发战略;向外延伸沿长江通道、陆桥通道与包昆通道等主要轴线从而适应新时期对外开放战略等政策建议.