امروزه مشکلات محیط زیستی یکی از اساسی ترین محورهای توسعهپایدار شهری و حاصل تعارض و تقابل توسعهشهری با محیط طبیعی است. در ایران کلان شهرهای کشور از جمله شهرهایی هستند که از مشکلات محیطی فراوان رنج می برند و به نظر می رسد این عامل، ادامه حیات این شهرها را درآینده با چالش جدی مواجه خواهد ساخت. از این رو این پژوهش با هدف شناخت چالش های پیش روی 9 کلان شهر اصلی کشور با جمعیتی بیش از 20 میلیون نفر در افق 20 ساله تهیه گردیده است. در این زمینه ابتدا چالش های اصلی پایداری محیطی برای شهرهای درحال توسعه از منابع معتبر استخراج گردید و در قالب ماتریس اثرات متقابل در اختیار 54 نفر از مدیران و برنامه ریزان کلان شهرهای مورد مطالعه قرار داده شد. داده های به دست آمده در نرم افزار میک مک تحلیل گردیدند. نتایج نشان داد که سیستم کلانشهرهای کشور، در زمینه محیط زیستی از ناپایداری رنج برده و سیستم از این نظر آشفته است. 4 چالش محیطی شامل "کاهش مصرف انرژی در خانواده های پردرآمد"،" اختصاص منابع مالی جهت انطباق پذیری"، "کاهش آلودگی هوا و استفاده از انرژ ی های آلاینده " و "عدم آگاهی و آموزش ساکنان در مسائل محیطی" به عنوان چالش های کلیدی و تعیین کننده رفتار سیستم در زمینه محیطی شناخته شده اند.