رشد شتابان جمعیت شهری و تمرکز فزاینده آن در منطقه کلان شهری تهران، بارزترین تحول جمعیتی ایران معاصر محسوب می شود. تمرکز جمعیت و پویش فضایی - زمانی آن، آثار معناداری بر الگوهای پوشش زمین در منطقه کلان شهری تهران گذاشته است. این مقاله تحولات فضایی - زمانی جمعیت شهری و الگوهای پوشش زمین ناشی از آن را در چند دهه اخیر در منطقه کلان شهری تهران بررسی می کند. برای دستیابی به اهداف تحقیق از داده های حاصل از سرشماری و تصاویر ماهواره لندست استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که پویش فضایی - زمانی جمعیت شهری در منطقه کلان شهری تهران دربرگیرنده مراحل اصلی تمرکز جمعیت در شهر تهران، برگشت تمرکز و تمرکززدایی جمعیت در پیرامون کلان شهر تهران و شکل گیری منطقه کلان شهری تهران است. متناسب با پویش فضایی - زمانی جمعیت شهری و تغییرات پوشش زمین، الگوهای فضایی متفاوت شامل الگوی متمرکز و تک هسته ای، الگوی نیمه متمرکز و الگوی منظومه ای، مهم ترین الگوهای رشد شهری ناشی از تحولات جمعیتی در منطقه کلان شهری تهران اند.