低碳城市规划方面的理论研究主要涉及城市相关的碳排放结构及总量，深入研究碳排放与城市空间结构的相互关系，以及通过合理的城市规划布局以实现减少碳排放的目的。

从能源终端使用的角度看，碳排放的来源可以分为产业、居民生活和交通运输三大部分。其中居民生活主要指建筑物使用过程中的能源消耗，包括供电、供暖、垃圾处理等。美国的碳排放总重中建筑物碳排放占39%，交通碳排放占33%，产业碳排放占28%，建筑和交通碳排放占总量的72%，而这两方面也正是与城市规划直接相关的。

当人口总量和收入水平不变的情况下，通常条件下，人口的密度越高，人均的碳排放量越小，碳排放的总量也越小。因此高密度、紧凑型的城市发展模式将促进公交导向型开发（TOD）发展模式；增加基础设施的运营效率，可以有效减少碳排放总量；同时，高密度，紧凑的发展模式可以节约大量建设土地，用来保护生态环境，增加碳汇。而低密度、蔓延式的发展模式将促使更多的居民选择小汽车出行，不仅增加基础设施建设成本，同时大幅度增加碳排放。

根据研究，2006年我国各地区碳排放密度由东南部沿海向中西部地区递减，CO₂高排放的区域主要集中在东部沿海发达地区，最突出的是长三角、珠三角、京津冀和环渤海地区，这与中国人口分市的集中地区相吻合.对于北京、上海、天津等特大城市，人口总量的急剧增加，将不可避免地导致碳排放总量的持续上升。中国单位GDP的碳排量及年增长率放在全球是处于最高水平的，详见表1-8。(www.daowen.com)

表1-8 中国与世界水平的碳排放比较表

出处：世界银行袖珍绿色数据手册2009。数据年份：a.2005；b.2006；c.2007。