国家中心城市是中国城镇体系规划设置的最高层级，最早在2005年由原中华人民共和国建设部（现住房和城乡建设部）依据《城市规划法》编制全国城镇体系规划时提出。至2010年2月，住房和城乡建设部发布的《全国城镇体系规划（2010—2020年）》中明确了五大国家中心城市的规划和定位。随后，在2016年5月至2018年2月期间，国家发展和改革委员会及住房和城乡建设部先后发函支持成都、武汉、郑州、西安建设国家中心城市，使得目前我国的国家中心城市总数达到九个，分别是北京、上海、广州、天津、重庆、成都、武汉、郑州、西安。
北京作为国家首都，承担着首都功能和全国中心城市的角色。规划中强调要建设世界城市，发展首都经济，增强文化软实力，提升国际化程度和国际影响力。同时，北京还将加快建设人文北京、科技北京、绿色北京，强化创新功能，加快中关村国家自主创新示范园区的建设，成为国家创新型城市。
天津的功能定位包括国际港口城市、生态城市和北方经济中心。重点开发天津滨海新区，构筑高水平的产业结构，作为对外开放的重要门户、先进制造业和技术研发转化基地、北方国际航运中心和国际物流中心，以增强对区域发展的辐射带动能力。
上海致力于优化提升其作为核心城市的功能，建设成为国际经济、金融、贸易、航运中心和国际大都市。上海将加快发展现代服务业和先进制造业，强化创新能力和现代服务功能，率先形成服务经济为主的产业结构，增强对长江三角洲其他地区、长江流域和全国发展的辐射带动能力。
广州则要充分发挥国家中心城市和综合性门户城市的引领作用，全面增强国际商贸中心、综合交通枢纽功能，并培育提升科技教育文化中心功能，着力建设成为国际大都市。
重庆的建设目标是围绕成为国家中心城市，强化西部开发开放战略支撑和长江经济带西部中心枢纽载体功能。重庆将充分发挥长江上游地区经济中心、金融中心、商贸物流中心、科技创新中心、航运中心的作用，加快两江新区建设，全面增强集聚力、辐射力和竞争力。
成都的建设国家中心城市的目标，是为了增强其在西部地区的经济中心、科技中心、文创中心、对外交往中心和综合交通枢纽功能。成都将加快天府新区和国家自主创新示范区建设，完善对外开放平台，提升参与国际合作竞争的层次。
西安作为古代丝绸之路的起点，现在正以建设国家中心城市为目标，增强其在西部地区的经济、科技、文化、对外交往和交通枢纽功能，加快发展，提升国际竞争力。
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