【摘要】碳中和是我国应对气候变化的新目标，提出以来引起国内外广泛关注。碳中和目标实现是一个复杂系统科学问题，涉及大气圈、岩石圈、水圈、生物圈、人类圈等多圈层耦合过程与作用机制，需要跨学科交叉、综合与协同研究。简要梳理碳中和提出的气候变化和温控目标缘起，归纳碳中和实现的碳源、碳汇的多元路径，强调从碳源的需求侧推动可持续城市化对于碳中和目标实现的重要作用，并且可能是成本低、潜力大、更直接有效的方案途径。提出适应与减缓气候变化下碳中和与可持续城市化研究领域8个方面的科学问题：气候变化—碳中和—可持续城市化关联关系、中国及各地区碳中和实现的路线图与时间表、城市区域尺度碳排放的精准核算、绿色生活方式与低碳社会、绿色生产方式与低碳经济、能源结构优化、风险与不确定性和碳中和长效机制的治理创新等，以及该领域当前研究面临的机遇和挑战。