以陕西省为研究样本，构建区域可持续发展能力综合评价指标体系，以熵权灰色关联模型为基础，定量评价陕西省区域可持续发展能力，运用综合评价模型解析陕西省区域可持续发展能力空间差异。结果表明，目前陕西省可持续发展能力正处于快速提升阶段，总体呈现“中西居首东部偏低、南北特定地市发展迅猛”的空间格局。生态、社会、经济等各子系统的可持续发展能力空间差异同样显著。省辖10个地级市的可持续发展能力存在集群化发展态势，关中城市群特定区域的可持续发展能力领先于其它地市。最后，基于以上分析结论提出提升陕西省可持续发展能力的对策建议。