En los últimos 70 años desde la fundación de la República Popular China, el desarrollo urbano ha logrado un progreso notable, pero también ha enfrentado una grave contaminación atmosférica, que se ha convertido en un obstáculo significativo para un desarrollo urbano de alta calidad. Comprender los mecanismos de interacción entre el desarrollo urbano y la contaminación atmosférica es, por lo tanto, crucial para promover una construcción urbana sostenible. Este artículo explora estos mecanismos analizando la interacción entre la población urbana, la industria, el espacio, el desarrollo social y la contaminación a través de un marco teórico. Utilizando un modelo de ecuaciones simultáneas y el método de Mínimos Cuadrados en Tres Etapas (3SLS), examina estas relaciones y investiga además los efectos umbral. Los hallazgos revelan una relación no lineal con umbrales significativos: (1) altos niveles de PM, tamaño de la población y aglomeración industrial pueden pasar de agravar la contaminación a permitir la gobernanza, aunque umbrales excesivos invierten esta tendencia. (2) El PM media el impacto de la expansión espacial, la regulación ambiental y la dinámica poblacional, oscilando entre efectos de gobernanza y contaminación. (3) La aglomeración industrial y la expansión espacial muestran impactos variables en la mitigación de la contaminación dependiendo de la intensidad de la contaminación y los umbrales urbanos. Estos hallazgos proporcionan información crítica sobre las intrincadas dinámicas entre el desarrollo urbano y la contaminación atmosférica, enfatizando la importancia de adoptar estrategias diferenciadas basadas en umbrales urbanos específicos. En última instancia, esta investigación contribuye al objetivo más amplio de armonizar el crecimiento económico, el desarrollo social y la sostenibilidad ambiental en las áreas urbanas, sirviendo como una referencia valiosa para las ciudades de todo el mundo que enfrentan desafíos similares.