Las nuevas unidades territoriales que resultan de los procesos de expansión urbana constituyen un gran desafío para la planificación territorial. El objetivo de este documento es analizar los espacios periurbanos, centrándose en la delimitación y caracterización de las unidades urbanas que surgen de los procesos de expansión urbana. La delimitación se deriva del análisis fractal, donde se utiliza el espacio urbanizado para detectar los límites de las unidades. La caracterización comienza con el cálculo de ocho indicadores diferentes, utilizando herramientas de Sistemas de Información Geográfica. Se utiliza el PCA para obtener diferentes dimensiones del fenómeno de la expansión urbana. Finalmente, se ha aplicado un análisis de clúster para establecer una tipología de unidades territoriales y facilitar el análisis comparativo. La metodología se aplica a un estudio de caso, el área metropolitana de Valencia. Los resultados muestran seis grupos de espacios urbanizados, que presentan diferentes tipos de estructuras de expansión urbana con diferentes necesidades. Esta investigación aplicada puede ser útil para la planificación espacial de los espacios periurbanos, en la medida en que permite la identificación de áreas supramunicipales o inframunicipales, donde será posible mejorar infraestructuras, instalaciones o infraestructura verde, para potenciar núcleos urbanos secundarios y crear nuevas fórmulas de cooperación y gobernanza intermunicipal. Además, los resultados pueden constituir una base territorial no administrativa para el cálculo de indicadores de ocupación del suelo que a menudo se utilizan como umbrales para la creación de nuevos espacios residenciales en documentos de planificación regulatoria.