国家中心城市是中国城镇体系规划中设置的最高层级，设置国家中心城市的主要目的就是通过提升城市功能，促进区域经济发展和国际竞争力。这一概念最初是为了优化城市布局，形成层次分明的城市体系而提出来的。我国设置国家中心城市的核心原因主要包括这样几个方面：首先，国家中心城市在国家战略中占据着重要地位。它们都居于国家战略要津、肩负国家使命、引领区域发展、参与国际竞争、代表国家形象的现代化大都市。国家中心城市不仅是全国城镇体系的核心城市，还在金融、管理、文化和交通等方面发挥重要作用，推动国际经济发展和文化交流。
国家中心城市还在区域发展中具有显著的辐射和带动作用。国家中心城市能够通过产业布局、人口流动、科技发展和政策支持等多个方面获得显著优势，从而引领所在区域的经济发展。例如，北京作为首都城市，她不仅是全国的政治中心，还拥有丰富的历史文化和强大的科技创新能力；上海则是全国的经济中心，对长江流域乃至全国都有广泛的影响力。此外，国家中心城市的设置也是完善对外开放区域布局的重要举措。它们作为对外开放的重要门户，参与全球竞争，推动国际交流合作向纵深推进。国家中心城市是在直辖市和省会城市层级之上出现的新的“塔尖”城市。
在2010年的2月，住房和城乡建设部发布的《全国城镇体系规划（2010—2020年）》就明确提出了五大国家中心城市（北京、天津、上海、广州、重庆）的规划和定位；在2016年5月至2018年2月，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。从上面的信息上我们可以得知，北京、天津、上海、广州、重庆这四大直辖市与广东省省会广州市已经成为了我们国家名副其实的国家中心城市了，而成都、武汉、郑州、西安这四个城市还不是正宗的国家中心城市，而是建设与培养中的国家中心城市。
从国家当初设置的五大国家中心城市与支持建设的四大国家中心城市的布局上来看，北京、天津、上海、广州分别引领环渤海、长三角和珠三角区域发展；重庆、成都是西部大开发的重要平台，是长江经济带的战略支撑；武汉辐射带动中部和长江中游地区，支撑长江经济带发展；郑州引领中原发展、支撑中部崛起；西安立足古丝绸之路起点，作为向西的战略支点，辐射带动西北及周边地区发展。2018年上海交通大学城市科学研究院等单位发布了《2017国家中心城市发展报告》，当时国家中心城市综合评估排名依次是：北京、上海、广州、重庆、天津、武汉、成都和郑州。
我国确定的9个国家中心城市（包括4个支持建设的国家中心城市）的具体定位是：北京市是全国政治中心、文化中心、国际交往中心和科技创新中心。上海市是国际经济、金融、贸易、航运和科技创新中心。广州市是国际商贸中心和综合交通枢纽。重庆市是长江上游地区经济中心和西南地区综合交通枢纽。成都市是西部地区重要的高新技术产业基地和商贸物流中心。武汉市是中部地区的中心城市以及中部地区的经济中心和综合交通枢纽城市。郑州市是中部地区重要的综合交通枢纽城市。西安市是西部地区重要的科研、教育和工业基地。
国家在近一段的时间内已经慢慢淡化了国家中心城市这个概念，取而代之的是多层次的中心城市梯度体系，包括“我国重要的中心城市”、“大区重要的中心城市”和“地区/城市群重要的中心城市”等。这种调整使得城市定位更加多元化和具体化，不再单一强调“国家中心城市”的概念。最新的2035总体规划中，“国家中心城市”的概念开始淡化，取而代之的是各类不同层次的“中心城市”，例如武汉就不再提到是支持建设的国家中心城市，而取而代之的是我国中部地区的中心城市。国家之所以淡化国家中心城市这个概念，就是避免单一城市的过度集中发展，以促进全国范围内的均衡发展。
