直轄市，即中央直轄市，是由中央人民政府直接管轄的大城市，屬省級行政區域。直轄市人口集中，在政治、經濟、文化上具有特別重要的地位。該概念首先源自於1930年中華民國的《市組織法》，稱為院轄市。
「直轄」在古代稱為「直隸」。直隸制始於宋朝，北宋設「路」作為省級行政區劃，在二十三路之外，還有中央政府直接管轄的府，如北宋京師所在開封府。1946年，國民政府通過的「憲法」多次提到「直轄市」，但是在第十一章「地方制度」中只講到「省」、「縣」，無直轄市與地方（西藏）的規定。而且此後的公文中仍是採用「院轄市」一詞，因此「直轄市」並沒有落到實處。1954年憲法規定，中華人民共和國的行政區域「全國劃分為省、自治區、直轄市」，自此，直轄市成為直隸於中央的市建制的專名。
成立直轄市主要要具備以下條件：1、明顯的區位優勢和經濟政治優勢，在國內主要城市中經濟體量靠前，直轄後能夠輻射，帶動整個地區的經濟的發展，且應與原有直轄市保持一定距離，例如原省屬時期的重慶市為計畫單列市，國內政治經濟地位較為突出。2、人口不少於200萬人，且是所在區域最大的城市，因為密度人口是地區經濟發展的基礎。3、非省會城市優先考慮，且城市和人口規模經濟體量綜合實力等超越所在省省會城市，長期居省內第一位置，例如重慶市。4、省會直轄後本省它城有能力肩負省會職責。5、有一定的經濟基礎，至少達到自足水準，便於往後政府調控。6、儘量不破壞所在省的行政版圖。目前中國大陸地區共有4個直轄市，分別是北京、上海、天津和重慶，其市領導屬於正省級，即正部級幹部。
直轄市的機構設置基本相同。以北京市為例，包括北京市人民政府辦公廳；組成部門：北京市發展和改革委員會、北京市教育委員會、北京市科學技術委員會、北京市經濟和資訊化委員會、北京市民族事務委員會、北京市公安局、北京市國家安全局、北京市監察局、北京市民政局、北京市司法局、北京市財政局、北京市人力資源和社會保障局、北京市環境保護局、北京市規劃和國土資源管理委員會、北京市住房和城鄉建設委員會、北京市城市管理委員會、北京市交通委員會、北京市農村工作委員會、北京市水務局、北京市商務委員會、北京市文化局、北京市衛生局、北京市人口和計劃生育委員會、北京市審計局、北京市人民政府外事辦公室、北京市社會建設工作辦公室；直屬特設機構：北京市人民政府國有資產監督管理委員會；直屬機構：北京市地方稅務局、北京市工商行政管理局、北京市品質技術監督局、北京市安全生產監督管理局、北京市廣播電影電視局、北京市新聞出版局、北京市文物局、北京市體育局、北京市統計局、北京市園林綠化局、北京市旅遊局、北京市金融工作局、北京市智慧財產權局、北京市民防局、北京市人民政府僑務辦公室、北京市人民政府法制辦公室、中共北京市委北京市人民政府信訪辦公室、北京市人民政府研究室；部門管理機構：北京市監獄管理局（由北京市司法局管理）、北京市勞動教養工作管理局（由北京市司法局管理）、北京市農業局（由北京市農村工作委員會管理）、北京市糧食局（由北京市商務委員會管理）、北京市藥品監督管理局（由北京市衛生局管理）、北京市中醫管理局（由北京市衛生局管理）。