شهر تبریز در سال‌های اخیر با چالش‌های فزاینده زیست‌محیطی روبه‌رو است؛ مسائلی که پیامدهای منفی بر سلامت شهروندان و پایداری اکولوژیکی این کلان‌شهر برجای گذاشته است. پراکندگی نهادی، نبود هماهنگی میان دستگاه‌های اجرایی و سیاست‌گذاری بخشی، از مهم‌ترین موانع مدیریت کارآمد محیط‌زیست شهری محسوب می‌شود. این پژوهش با هدف سنجش نقش مدیریت یکپارچه شهری در بهبود کیفیت محیط‌زیست تبریز با رویکرد کمّی و مدل‌سازی معادلات ساختاری در نرم‌افزار SmartPLS انجام شد. داده‌ها به‌صورت هدفمند از ۹۲ نفر از مدیران و کارشناسان گردآوری گردید و روایی و پایایی ابزار در سطح مطلوب تأیید شد. نتایج مدل ساختاری نشان داد اثر مدیریت یکپارچه شهری بر بهبود کیفیت محیط‌زیست به‌صورت غیرمستقیم و از مسیرهای متوالی تحقق می‌یابد. ضرایب مسیر تأییدشده به‌ترتیب عبارت‌اند از مدیریت یکپارچه شهری به انسجام نهادی با ضریب مسیر برابر ۰/۴۸ و انسجام نهادی به حکمرانی محیطی با ضریب مسیر برابر ۰/۵۲ و حکمرانی محیطی به عدالت فضایی با ضریب مسیر برابر ۰/۴۵ و عدالت فضایی به کیفیت محیط‌زیست شهری با ضریب مسیر برابر ۰/۵۰. سطح معناداری همه مسیرها کمتر از ۰۰۱/۰ بود. مقدار تعیین برای متغیر وابسته کیفیت محیط‌زیست شهری برابر ۰/۶۰ و میانگین Q² برابر حدود ۰/۳۱ به‌دست آمد که بیانگر توان پیش‌بینی مناسب مدل است. شاخص برازش کلی مدل GOF برابر ۰/۵۸ محاسبه شد که بر کفایت برازش دلالت دارد.
یافته‌ها نشان می‌دهد ارتقای هماهنگی بین‌بخشی و تقویت ظرفیت‌های نهادی و اعمال رویکردهای عدالت‌محور فضایی می‌تواند به بهبود معنادار کیفیت محیط‌زیست شهری در تبریز بینجامد و به‌عنوان چارچوبی سیاست‌پذیر برای برنامه‌ریزی شهری در کلان‌شهرهای مشابه به‌کار رود.