El aumento de la contaminación del aire, el incremento de las emisiones de carbono y la reducción urbana representan desafíos significativos para el desarrollo urbano sostenible en China. Explorar la relación entre la reducción urbana y el efecto de sinergia de la reducción de la contaminación y la mitigación del carbono (SPRCR) puede contribuir a abordar sistemáticamente los desafíos del desarrollo urbano verde. Sin embargo, pocos estudios han analizado los tres factores dentro de un marco analítico unificado. Por lo tanto, nuestro estudio toma 288 ciudades a nivel de prefectura y superior en China como objetos de investigación y se esfuerza por aplicar el Grado de Coordinación de Acoplamiento (CCD), la Regresión Geográficamente Ponderada a Múltiples Escalas (MGWR) y Geodetector (v2.1.0) para analizar la influencia de la reducción urbana en SPRCR. A partir de nuestro análisis, se demostró que (1) en general, la reducción urbana puede inhibir una mejora en el grado sinérgico de SPRCR, pero el grado de inhibición es débil. (2) La relación entre la reducción urbana y esta sinergia muestra heterogeneidad espacial, con el impacto negativo de la reducción urbana en SPRCR concentrado principalmente en la región noreste. (3) El efecto de interacción entre la reducción urbana y la expansión de tierras de construcción es más significativo que el entre la reducción urbana y otros factores, y el efecto de mejora es el más evidente. Dadas las diferencias regionales en el desarrollo urbano, nuestro estudio proporciona valiosas ideas para promover el desarrollo urbano sostenible.