2015年建立的中央环保督察体系是中国环境治理领域的重大制度创新，在全国范围内开展了两轮监管。2015年1月至2019年12月，中国284个地级及以上城市的每日空气质量指数和6个单一污染物浓度数据与中央环保督察的信息相匹配，并使用时间断点回归法分析中央环保督察对城市空气质量的影响。研究发现，在中央环保督察时期，城市空气质量显著改善，空气质量的改善主要体现在PM2．5和PM10等评估指标中包含的污染物，更为公众所关注。异质性分析表明，中央环保督察对改善北城市、政治约束力强的城市、资源型城市和空气质量一般的城市的空气污染有较好的效果，而中央环保督察对改善后期城市空气质量有较强的效果。可持续性分析发现，中央环保督察对空气质量的改善只在短期内有效，没有可持续性。根据区域空气质量改善效果的异质性，制定准确的监管策略，建议加强长期整改的实施和不定期回访机制的建设，以促进中央环保督察的规范化和长远发展。