2007年，由原建设部上报国务院的《全国城镇体系规划（2006—2020年）》中指出：国家中心城市是全国城镇体系的核心城市，在中国的金融、管理、文化和交通等方面都发挥着重要的中心和枢纽作用，在推动国际经济发展和文化交流方面也发挥着重要的门户作用。国家中心城市应当具有全国范围的中心性和一定区域的国际性两大基本特征。
根据中华人民共和国国家发展和改革委员会的定义，国家中心城市是指居于国家战略要津、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。在资源环境承载条件和经济发展基础较好的地区规划建设国家中心城市，既是引领全国新型城镇化建设的重要抓手，也是完善对外开放区域布局的重要举措。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”，集中了中国和中国城市在空间、人口、资源和政策上的主要优势。
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）》明确提出五大国家中心城市（北京、天津、上海、广州、重庆）的规划和定位；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。
地区
国家中心城市侧重于对国内的影响，是《全国城镇体系规划纲要》中提出的位于中国城镇体系中最高位置的城市。其对外在发展外向型经济以及推动国际文化交流方面具有重要作用，这类城市有可能发展成为亚洲乃至世界的金融、贸易、文化、管理的中心城市；而对内在全国具备引领、辐射、集散功能的城市，这种功能表现在政治、经济、文化诸方面。
国家中心城市所必须具有的五大特征：一是国家组织经济活动和配置资源的中枢；二是国家综合交通和信息网络枢纽；三是国家科教、文化、创新中心；四是具有国际影响力和竞争力；五是国家城市体系中综合实力最强的“塔尖城市”。
国家中心城市所必须具有的五大功能：综合服务功能、产业集群功能、物流枢纽功能、开放高地功能和人文凝聚功能。
中心城市的培育将促进区域经济社会的发展，缩小地区间发展水平的差距。
政治
中国古代城市的形成与政治中心的设置相一致，城市是区域的政治中心。随着一批新兴工商业城市、交通枢纽城市和资源型城市兴起，传统城市也步入了向近代转型的现代化启动阶段。区域政治中心地位为城市现代化的启动奠定了良好的经济、社会基础，但作为中国行政网络中的结点，城市的规划、管理、建设等方面都带有政府强制性和目的性，缺乏充足的现代化启动动力。因而，区域政治中心地位在城市现代化启动中发挥了促进和制约的双重作用。
经济
中心城市作为等级位次高、能量强的经济中心，是社会化大生产的基地，具有生产集中、分工细密、行业和部门比较齐全的特点，形成了一个相对独立的复杂分工体系。其经济结构是区域经济结构的反映，其经济结构变化的方向、目标、重点、速度会影响到区域经济的结构，是区域产业升级的先锋。
随着中国经济的不断发展，区域经济一体化发展的趋势开始显现，城市间经济联系不断增强，中心城市开始逐渐发挥其对区域经济发展的带动作用。而这种带动作用则源于中心城市的经济辐射力。为进一步促进城市经济和区域经济的发展，全国城镇体系规划中明确提出鼓励有条件的城市发展成为区域性中心城市。国家中心城市是区域经济的中心，是建立国际经济联系的纽带，也代表着城市的国际竞争力。
文化
文化力量是城市综合实力和国际竞争力的重要组成部分。著名的国际大都市，如纽约、伦敦、东京，不仅是全球的经济中心城市，国际资本、商品、技术、信息的集散地，同时也是国际文化交流的中心城市，是世界各国多元文化交汇、融合、传播、扩散的网络终端。文化交流不仅能给城市经济建设提供强大的精神动力和智力支持，而且会带动和促进文化产业的发展，成为城市经济起飞的重要发动机和助推器。
国际
国家中心城市是指在经济、政治、文化、社会等领域具有全国性重要影响并能代表本国参与国际竞争的主要城市，是一个国家综合实力最强、集聚辐射和带动能力最大的城市代表。从主要特征上说，国家中心城市是国家参与国际分工合作和竞争的代表，是国家或国家主要经济区域内经济活动组织和资源配置的中枢，是国家科技文化创新中心，也是国家综合交通和信息网络枢纽，起着配置国家资源、主导经济社会发展和连接国内外的重要作用。国家中心城市的建设发展状况，不仅关乎城市自身地位的巩固和提升，直接影响区域的协调发展，而且关系国家经济社会发展大局，关系国家的国际竞争力和国际地位