Wandel door de meeste moderne steden en de doolhoven van beton en staal kunnen enkele van de meest intimiderende en verwarrende plaatsen zijn om te bezoeken. Gebouwen verrijzen tientallen verhalen van de straat en verspreiden zich kilometers ver uit het zicht. Ondanks hoe hectische steden en hun omliggende gebieden kunnen zijn, zijn pogingen om modellen te maken van de manier waarop steden functioneren, gemaakt en geanalyseerd om ons begrip van de stedelijke omgeving rijker te maken.
Een van de eerste modellen gemaakt voor gebruik door academici was het concentrische zonemodel, ontwikkeld in de jaren 1920 door stedelijke socioloog Ernest Burgess. Wat Burgess wilde modelleren was de ruimtelijke structuur van Chicago met betrekking tot het gebruik van "zones" rond de stad. Deze zones straalden vanuit het centrum van Chicago, The Loop, en gingen concentrisch naar buiten. In het voorbeeld van Chicago wees Burgess vijf verschillende zones aan die ruimtelijk gescheiden functies hadden. De eerste zone was The Loop, de tweede zone was de gordel van fabrieken die direct buiten The Loop lagen, de derde zone omvatte huizen van arbeiders die in de fabrieken werkten, de vierde zone bevatte woningen van de middenklasse en de vijfde en laatste zone omhelsde de eerste vier zones en bevatte de huizen van de bovenklasse in de voorsteden.
Houd er rekening mee dat Burgess de zone ontwikkelde tijdens een industriële beweging in Amerika en deze zones in die tijd vooral voor Amerikaanse steden werkten. Pogingen om het model toe te passen op Europese steden zijn mislukt, omdat veel steden in Europa hun hogere klassen centraal hebben, terwijl Amerikaanse steden hun hogere klassen meestal aan de rand hebben. De vijf namen voor elke zone in het concentrische zonemodel zijn als volgt:
Omdat het concentrische zonemodel niet van toepassing is op veel steden, probeerden andere academici de stedelijke omgeving verder te modelleren. Een van deze academici was Homer Hoyt, een landeconoom die vooral geïnteresseerd was in het bekijken van de huurprijzen in een stad om de lay-out van de stad te modelleren. Het Hoyt-model (ook bekend als het sectormodel), dat werd ontwikkeld in 1939, hield rekening met het effect van transport en communicatie op de groei van een stad. Zijn gedachten waren dat de huren relatief consistent konden blijven in bepaalde "plakjes" van het model, van het centrum van de stad tot aan de rand in de voorsteden, waardoor het model een taartachtige uitstraling kreeg. Dit model werkt vooral goed in Britse steden.
Een derde bekend model is het model met meerdere kernen. Dit model werd in 1945 ontwikkeld door geografen Chauncy Harris en Edward Ullman om de lay-out van een stad verder te beschrijven. Harris en Ullman voeren het argument aan dat de binnenstadskern (CBD) zijn belang verliest in relatie tot de rest van de stad en minder moet worden gezien als het brandpunt van een stad en in plaats daarvan als een kern in het grootstedelijk gebied. De auto begon in deze tijd steeds belangrijker te worden, wat zorgde voor een grotere verplaatsing van bewoners naar de buitenwijken. Omdat hiermee rekening is gehouden, is het model met meerdere kernen goed geschikt voor uitgestrekte en uitgestrekte steden.
Het model zelf bevatte negen verschillende secties die allemaal afzonderlijke functies hadden:
Deze kernen ontwikkelen zich tot onafhankelijke gebieden vanwege hun activiteiten. Sommige economische activiteiten die elkaar ondersteunen (bijvoorbeeld universiteiten en boekhandels) zullen bijvoorbeeld een kern vormen. Andere kernen vormen zich omdat ze beter ver van elkaar verwijderd zijn (bijvoorbeeld luchthavens en centrale zakenwijken). Ten slotte kunnen andere kernen zich ontwikkelen vanuit hun economische specialisatie (denk aan scheepvaarthavens en spoorwegcentra).
Om het model met meerdere kernen te verbeteren, stelde geograaf James E. Vance Jr. in 1964 het urban-realms-model voor. Met dit model kon Vance de stedelijke ecologie van San Francisco bekijken en economische processen samenvatten in een robuust model. Het model suggereert dat steden zijn opgebouwd uit kleine 'rijken', die zelfvoorzienende stedelijke gebieden zijn met onafhankelijke focal points. De aard van deze rijken wordt onderzocht door de lens van vijf criteria:
Dit model legt goed uit hoe de groei in de voorsteden wordt uitgelegd en hoe bepaalde functies die normaal in het CBD worden gevonden, naar de buitenwijken kunnen worden verplaatst (zoals winkelcentra, ziekenhuizen, scholen, enz.). Deze functies verminderen het belang van de CBD en creëren in plaats daarvan verre rijken die ongeveer hetzelfde bereiken.