《中国省会城市及直辖市首位度发展报告》根据全面性、科学性、前瞻性、可操作性与可比性原则构建了综合指标来评价全国各省会城市和直辖市的广义首位度（因为台湾省和香港、澳门特别行政区的相关数据获得有难度，《中国省会城市及直辖市首位度发展报告》中未涉及）。综合指标包括规模综合指标、产业综合指标和功能综合指标三个方面。规模综合指标包括城市的总体规模和人均规模两方面共12个指标；产业综合指标包含工业结构指数、服务业结构指数和高新技术产业结构指数三个方面共7个指标。功能综合指标选取了公共服务功能、集散功能、创新功能、国际化功能、市场化程度等方面共17个指标。构建了指标体系后，本研究运用主成分分析的方法，根据产生的新的不相关变量，选择了具体的城市和具体的年份来度量规模指标得分、产业指标得分、功能指标得分并进行比较，客观地衡量了不同年份和区域中省会城市和直辖市在规模、产业、功能方面的首位度表现并进行了聚类分析。