در دنیای امروز ابزارها و تکنیک­های برنامه­ریزی شهری پیشرفت بسیار زیادی داشته­اند؛ لذا، نظریه‌پردازان برنامه­ریزی شهری از مدل­های مختلفی جهت سنجش رشد و توسعه کلانشهرها استفاده می کنند. در پژوهش حاضر که از نوع توصیفی- تحلیلی می باشد، محققین با استفاده از روش­های کمی تراکم جمعیت، اندازه متروپل، مدل آنتروپی و مدل هلدرن، با هدف شناخت الگوی توسعه فضایی کلانشهر مشهد، پرداخته­اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که از میزان رشد پراکنده کلانشهر مشهد کاسته شده و این کلانشهر به سمت فشردگی در حال حرکت می‌باشد. همچنین اندازه متروپل نشان می دهد که مساحت کلانشهر مشهد طی دوره 1270 تا 1390، 47 برابر و جمعیت این کلانشهر 56 برابر شده است. نتایج معادله هلدرن نیز مشخص می کند، به طور میانگین یک دهم رشد کالبدی شهر نه بر اثر رشد و افزایش جمعیت بلکه بر اثر عواملی جدای از رشد جمعیت که هلدرن آن را پراکنش افقی می‌نامد، صورت گرفته است. به عبارت دیگر، در فرایند رشد شهری، کلانشهر مشهد در دوره (1355-1390)، 9 درصد از میزان اسپرال یا گسترش کالبدی شهر کاسته و بر عامل جمعیتی افزوده شده است. نتایج بررسی و تحلیل فرایند توسعه کلانشهر مشهد در نیم قرن اخیر، گویای این واقعیت است که طرح­ها و پروژه­های برنامه­ریزی شهری پاسخگوی تحولات و پیامدهای حاصله نبوده و نوعی شهرسازی نااندیشیده و ناموزون در حال وقوع است. چنین شکلی از توسعه، الگویی از یک شهر بیمار است که انسجام کالبدی/ فضایی خود را از دست داده است.