自新中国成立以来，东北地区一直是我国重工业发展的核心区域，但粗放式的发展模式已经造成了一些资源和生态环境的问题：环境污染欠账多，治理难度大，经济发展与环境污染的矛盾异常突出等。本文以东北地区34个地级市为基本研究单元，运用灰色关联分析法从市域、省域两个尺度上进行时空分析，以期对东北地区的可持续发展道路提供可资借鉴的有益参考。论文的研究内容主要分为4个部分：（1）东北地区经济发展与生态环境耦合的概念界定及理论基础。主要包括：耦合的概念及系统耦合理论、生态经济学理论、灰色关联理论、环境库兹涅茨曲线理论、系统理论与可持续发展理论。（2）对东北地区经济发展与生态环境的现状分析。（3）对东北地区经济发展与生态环境耦合的主要因素分析。通过建立符合东北地区经济环境的指标体系，在灰色关联技术的支持下，分析经济发展与生态环境耦合的主要因素及其作用机制。（4）东北地区经济发展与生态环境耦合的时空变化分析。此部分先对东北地区耦合度的空间分布及耦合类型进行静态分析和动态对比分析，而后研究其时序发展的特点及趋势。研究结果表明:（1）经济发展与生态环境系统要素耦合的机制是复杂的，东北地区经济发展与生态环境耦合关系密切。“三废”的排放与水土资源的限制因素是东北地区经济发展的主要约束因素，而经济总体水平与人民生活水平等反映了经济发展对生态环境的胁迫作用。（2）根据耦合度大小并结合区域经济发展状况，大致将东北地区34个地级市划分为协调、磨合、拮抗、低水平耦合4种类型。总体而言，东北地区经济发展与生态环境耦合的类型以拮抗和低水平耦合为主，且与2003年相比，东北地区2011年的耦合度整体上呈上升趋势。东北地区经济发展与生态环境耦合度的空间分布总体上呈现中部及沿海地区高，北部地区较低的特点，辽宁省地级市的平均耦合度要高于吉林省和黑龙江省,且高耦合度城市也明显多于另外两个省。（3）东北地区经济发展与生态环境耦合度时序变化表现出一定的阶段性和波动性，这与区域政策、经济、环境的变化与发展关系密切。且耦合度在未来五年内具有在波动中上升的发展趋势。