برنامه ریزی شهری از گذشته تا به امروز بیشتر بر اساس توجه به عوامل کالبدی پیش رفته است تا جایی که اساس برنامه ها و طرح های شهرسازی و برنامه های شهری را عمران شهر و فضاهای کالبدی , تحت تأثیر خود قرار داده است . شهر محصول روابط و مناسبات پیچیده اقتصادی و اجتماعی است و ناهمگونی های فضایی آن بازتاب فرایندهای در هم بافته فرهنگی – اجتماعی و سیاسی– اقتصادی در طی تاریخ در بستر طبیعت بوده است . شناخت الگوی رشد فضایی شهرهای اصلی مناطق و کشورها، برای تدوین سیاست های مناسب و دستیابی به توسعه پایدار امری اساسی است. دستیابی به این مهم نیز نیازمند استفاده از روش ها و ابزارهای مناسب و پیشرفته می باشد. این مقاله باهدف مطالعه رشد و توسعه فضایی شهر گرگان با استفاده از مدل های تحلیل فضایی و تکنیک های مربوط به خودهمبستگی فضایی با استفاده از GIS نگارش یافته است. بر این اساس به منظور تحلیل توسعه فضایی شهر گرگان فرضیه پژوهشی مطرح شد و به روش توصیفی –تحلیلی ارزیابی شد. بر این اساس از روش های مختلف آمار فضایی و تکنیک های خودهمبستگی فضایی ازجمله تحلیل خوشه بندی، ضرایب موران و گری، G عمومی، تحلیل لکه های داغ استفاده شده است . نتایج نشان می دهد که شهر گرگان، الگوی رشد تصادفی متمایل به خوشه ای را با شکل گیری دو لکه داغ در بخش جنوب و شرق شهر و یک لکه سرد در بخش شمال تجربه نموده است.