基于夜间灯光数据，采用阈值法、位序规模法则、地理探测器等方法研究2002—2017年中国国家级城市群的发展阶段、空间扩张特征及动力机制。结果表明：国家级城市群发展阶段分为由初级到高级的趋向集聚、集聚加速、集聚衰减、趋向分散4个阶段，趋向集聚和集聚加速阶段的城市群空间扩张多为中心城市引领，全域夜间灯光均值增速较快，处于开发建设热潮；集聚衰减和趋向分散阶段的城市群空间扩张多为外围城市引领，全域夜间灯光均值较高，土地整体开发强度较高。不同阶段城市群空间扩张的动力机制有所异同，资源供给、固定资产投资均是4个阶段的主要动力，区位条件和人口增长是趋向集聚阶段的主要动力，经济增长、外商直接投资、工业发展是集聚加速和集聚衰减阶段的主要动力，文教水平是趋向分散阶段的主要动力。