城镇化是伴随工业文明兴起形成的人类社会发展的客观趋向，是国家现代化的重要标志之一。但随着全球工业化快速发展，资源供需矛盾日益紧张，碳排放压力剧增。有资料显示，城市耗能占世界耗能总量的3／4，并占世界污染排放的3／4。联合国人居署指出，城市温室气体排放大概占人类总排放的75％—80％。根据世界城镇化发展的普遍规律，我国仍处于城镇化率30%—70%的快速发展区间，但城市能耗已至少占社会总排放量的80％以上。我国城镇化发展由粗放低效型向集约高效型转变势在必行。这种集约高效型城镇化的重要特征就是加快低碳生态城市建设步伐。低碳生态城市作为适应人类现代生态文明发展要求的一种新型城市发展模式，其建设进程是发展生态文明的主要着力点。
低碳生态城市建立在“低碳城市”和“生态城市”两大城市发展的主流概念之上，有机融合了两者的内涵特征，具有明显的复合性特征。低碳城市源于人们应对全球气候变化的考量，其主要目标是有效减少碳排放，大幅提高碳汇，通过采取各类低碳技术方法最大限度减少城市发展对自然生态环境的负面影响，体现低能耗、低排放、高循环、高效能为特征的新型城市发展模式。生态城市关注人居环境与自然环境的相融与共生性等情况，主要目标是实现人与自然的和谐、共生发展，使生活更美好，体现为绿色美丽、舒适健康、安全可持续等方面。
低碳生态城市建设是在综合运用城市生态学与环境经济学等理论原理基础上，以城市规划为引领，通过各类管理、技术等手段，综合调整、协调人与自然、经济与自然、社会与自然等关系，以最小的资源环境消耗谋求经济社会最大限度的发展，促进经济的转型发展与环境质量的持续改善，实现经济社会发展与资源环境的良性循环，以及人与自然的全面、协调、可持续、和谐共生发展目标。
在我国，对低碳生态城市建设的探索始于1986年的江西省宜春市，且发展迅速。据不完全统计，全国已有97.6%的地级（含）以上城市和80%的县级城市提出以“生态城市”或“低碳城市”等生态型发展模式为城市发展目标。目前正在建设的低碳生态新城项目，主要集中在环渤海、长三角、珠三角等沿海发达地区和湖南、湖北等中部城市群。特别是党的十八大将“生态文明”上升到国家“五位一体”总体布局后，低碳生态城市建设实现了由“零星探索”向“区域试验”、再到“全面推进”的转变。我国已成为世界上探索建设低碳生态城市最活跃的国家（地区）之一。
低碳生态城市是以低碳生态发展为主线、以永续发展为目标的“自然—经济—社会”等子系统组成的复合生态系统，它以人类活动为纽带，由自然环境、经济发展和社会生活三个实体系统组成。低碳生态城市建设的主要内容也就从市民行动的自觉化、自然环境的生态化、经济过程低碳化、社会生活文明化这四个层面展开。市民行动是核心，生态环境是基础，低碳发展是途径，生活文明是目标。唯有四者相互融合，协同推进，才能实现低碳生态城市建设的有序、健康发展。
市民行动自觉化是指低碳生态城市建设必须以“生态文化”为基础，强调从文化内核深处影响人们的思想观念和生活方式，又要将实践行动融于文化氛围中，不断强化、深化生态观念和生态意识，从而塑造新时代中国特色生态价值观和生态文明观，实现低碳生态行动的自觉。在思想上，人们要有资源节约、环境保护、人文环境可持续发展的强烈意识，形成人与自然和谐共生、物种多样性以及代际公平等生态道德伦理；在行动上，人们要在日常的工作或生活中培养良好的环保习惯，实现低碳出行、文明消费、绿色生活，建立一种自身社会责任和精神价值与人类生态安全相适应的健康生活方式。
自然环境生态化是指自然原生生态系统与城市建设生态系统的“天人合一”，强调低碳生态城市建设在充分尊重自然、爱护自然基础上，以实现人工环境与自然环境的有机融合，达到人工环境“自然化”目标。具体来说，在城市生态系统建设上，除了合理的分散组团功能布局外，要积极借助于已有的自然生态，打造包括城市公园、城市绿地、森林湖泊等在内的绿地系统，美化城市生态环境。在城乡空间结构统筹发展上，要考虑区域自然、经济、历史及文化等方面的独特性，将城乡在资源、功能等方面的不同优势有机结合起来，实现各种要素的合理流动与城乡空间的整体优化，推动低碳生态城市建设与美丽乡村建设的齐头并进。
经济过程低碳化是指通过政策引导、技术改进、市场拓展、环保督查的低碳组合运转模式，促使产业结构得到不断优化，循环经济得到不断发展，城市经济实现转型升级的过程。一是利用现代高新技术发展生态产业，培育建设农业生态种植业，引导工业生产企业的集群化发展和生态化改造，改造传统第三产业和生态服务业，进一步优化产业结构；二是采用先进技术和设备，减少资源消耗和污染排放，提高资源利用和循环使用率，实现由粗放、污染型和劳动、资源密集型向集约、循环型和知识、技术密集型经济增长方式的转变。
社会生活文明化是指市民通过自觉参与自然环境生态化和经济发展低碳化行动，在自然—经济—社会复合生态系统中生活品质、品位得到不断提升的过程。只有“形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式”，才有可能实现城市的山清水秀，居民的幸福生活。要努力保障市民群众的物质生活和精神生活都能得到公平、公正的享受，如在卫生、就业、社会保障和文化、教育、公共基础设施等方面各得其所，构建和谐有序的生态社会。