الگوی فضایی، دگرگونی و تکامل نظام های شهری جلوه ای از فرایندهای توسعه ی اجتماعی، اقتصادی است که نشان دهنده ی تغییر ساختار فضایی، اجتماعی و رفتاری جامعه ی بشری است. این تغییرات و الگوها اساس مطالعات توسعه ی پایدار است. این پژوهش با هدف بررسی پویایی ها و عدم تعادل های نظام شهری استان زنجان انجام گرفته است. روش تحقیق توصیفی، تحلیلی و روش گردآوری داده ها اسنادی است. در این پژوهش ویژگی های نظام شهری و تحولات آن در دو بخش تحلیل جمعیتی و کارکردی بررسی شده است. به منظور تحلیل جمعیتی نظام شهری استان و سنجش پویایی ها و عدم تعادل ها از شاخص شتاب گسترش شهرنشینی، مدل جاذبه، مدل رتبه-اندازه، شاخص نخست شهری و سری های زمانی استفاده شده است. شتاب گسترش شهرنشینی در استان 53/2 است که از مقدار آن در کشور (81/1) بیشتر است. بیش ترین جاذبه در میان شهرهای استان بین مرکز استان و دو شهر ابهر و خرمدره دیده می شود. شاخص نخست شهری در استان (61/0) همواره بیشتر از کشور (15/0) بوده است. همچنین مقدار شیب خط رتبه-اندازه در تمام دوره ها بیش از 1- بوده است که بیانگر غلبه نخست شهری است. اما مدل سازی تغییرات جمعیتی 6 شهر نخست نشان از وجود نوعی تعادل در جمعیت پذیری این شهرها دارد. برای تحلیل کارکردی این نظام از شاخص مرکزیت خدمات استفاده شد که نتایج آن بیانگر نقش مسلط شهر زنجان نسبت به دیگر نقاط سکونتگاهی است. به منظور بررسی جایگاه نقاط شهری در ارتباطات و جریان ها از روش تاکسونومی استفاده شد و نتایج آن نشان داد شهر زنجان تنها سکونتگاهی است که از نظر قدرت جریانات مقداری بالاتر از حد بالای محاسبه شده دارد که فاصله زیاد شهر زنجان را از سایر سکونتگاه ها نشان می دهد. نتایج این پژوهش نشان داد شهر زنجان با اینکه در نظام سلسله مراتب شهری کشور جایگاه ضعیفی دارد اما در سطح استان نقطه شهری مسلط بر سایر سکونتگاه هاست که جریان های مختلف جمعیت، درآمد، سرمایه، کالا و مسافر به صورت یک سویه از دیگر نقاط سکونتگاهی استان به این شهر سرازیر می شود. فاصله ی زیاد بین شهر زنجان به عنوان نخست شهر و سایر شهرها و روستاها سبب پیدایش گسست در نظام سکونتگاهی و عدم تعادل های منطقه ای شده است.