提高城市能源福利绩效是实现减污降碳、促进经济发展和提高社会福祉的重要途径。基于城市能源福利绩效的转化过程，将其分解为城市能源经济绩效和城市经济福利绩效两阶段，构建两阶段Super-NSBM模型对2010—2022年中国190个城市的能源福利整体绩效及两阶段绩效进行测算，并分析时空演变特征与影响因素。结果表明：1）中国城市能源福利整体绩效及两阶段绩效处于偏低水平，各城市重点改进阶段存在差异；2）城市能源福利整体绩效及两阶段绩效均呈现先降后升的趋势，第二阶段绩效偏低是导致整体绩效不高的主要原因；3）城市能源福利整体绩效和第一阶段绩效均呈现出“南高北低”的空间格局，第二阶段绩效则呈现出“大分散、小集中”的空间格局；4）技术进步、对外开放对整体及两阶段绩效产生正向影响，城镇化水平、产业结构产生负向影响，环境规制则对整体及第一阶段绩效具有显著的抑制作用。