A ciência é essencial para que as cidades se desenvolvam de forma eficiente e sustentável. No entanto, os desafios da utilização eficaz do conhecimento científico nos processos de tomada de decisão limitam a capacidade das cidades de evoluir nessa direção.

As cidades são consideradas importantes centros de informação e conhecimento, e a concepção e implementação de intervenções urbanas inovadoras deve ocorrer baseada em evidências. Para que isso aconteça, os administradores das cidades precisam ter melhor acesso e estar mais envolvidos com a investigação científica. No entanto, a utilização da ciência nas políticas urbanas exige uma abordagem holística da dinâmica de aquisição e utilização do conhecimento, sem deixar de considerar os efeitos da interação entre a política e a ciência.

Uma das áreas de expansão da ciência para uso nas políticas urbanas está relacionada às alterações climáticas, com o desenvolvimento sustentável, e com o fato de que as cidades devem assumir seu papel fundamental na abordagem desses desafios. Neste sentido, os pesquisadores têm ressaltado a importância da investigação e do desenvolvimento de soluções baseadas em evidências científicas, técnica e economicamente viáveis, todavia, aliadas a conhecimentos locais.

Dessa maneira, torna-se possível o enfrentamento dos desafios globais de alterações do clima no âmbito municipal. Assim, no campo da sustentabilidade, compreender a emergência de abordagens científicas envolve examinar profundamente o planejamento urbano e sua relação com a evolução das ciências ambientais. Igualmente, outras áreas do planejamento urbano, como mobilidade, uso do solo, saúde e saneamento, devem ter sua relação com a geração e a implementação do conhecimento científico criteriosamente avaliada.

É fato que grande parte da base científica disponível não é aplicada rotineiramente às tarefas de desenvolvimento de políticas e planejamento em relação ao futuro das cidades. Muitos dados novos estão se tornando disponíveis –a revolução do "big data"– e um sério desafio da investigação é conceber a arquitetura dos sistemas de informação que irão disponibilizar esses dados para as pesquisas. A análise e a disponibilização da base de conhecimento apoiam de forma importante o desenvolvimento e o planejamento de políticas urbanas.

A base científica pode ser estruturada com componentes que podem ser implantados em diferentes combinações, e de diferentes maneiras. Esse modelo pode ser usado, por exemplo, para identificar e articular desafios como previsão e localização da população futura; as possíveis fontes de trabalho e renda para determinados grupos populacionais; gráficos de funções utilitárias; estabelecer a capacidade de suporte da infraestrutura urbana; ou descobrir o que deve ser feito para alcançar metas de baixo carbono. Pode, ainda, fornecer os meios para avaliar políticas, planos e cenários alternativos em função de critérios previamente definidos.

A investigação cientifica pode envolver ainda áreas prioritárias, como o aumento da coesão social e o ritmo necessário da construção de habitações nas cidades, ambas ligadas à criação de espaços, acesso a empregos, serviços públicos e transportes sustentáveis. A investigação sobre a necessidade do aumento da taxa de produção habitacional pode e deve envolver a exploração de formas alternativas de desenvolvimento das habitações, examinando toda variedade de modelos de adensamento disponível.

Os sistemas urbanos são influenciados por suas infraestruturas de apoio, dependendo delas para funcionar e produzindo várias dimensões de interdependência do sistema como um todo. Uma análise holística dos serviços de utilidade pública (eletricidade, gás, água, esgotos, drenagem, resíduos sólidos), infraestrutura de transportes, danos provocados por inundações, calor, seca, congestionamento, poluição e produção excessiva de resíduos, envolve desafios de investigação potencialmente transformadores, que podem se tornar um elemento-chave do planejamento estratégico da cidade.

A conscientização da importância da pesquisa e da ciência na formulação de políticas urbanas deve ir além do ambiente político e acadêmico, envolvendo de forma objetiva a sociedade civil nos modelos de investigação, em benefício não só das cidades, mas da qualidade de vida de seus habitantes.