西安和咸阳曾经是同一个城市，这可以从古代长安和咸阳的联系中得知。这两个城市是中国距离最近的两个地方，它们之间只有25公里的距离。此外，西安市的绕城高速公路还延伸到了咸阳市，原本在西安的桃园机场也搬迁至咸阳。2006年9月，咸阳的区号并入了西安，两个城市共同使用了029区号。西安和咸阳的一体化正在进行中。
在秦朝，都城是咸阳。阿房宫的大部分面积位于今天的西安市境内，兵马俑和秦陵也位于西安市境内。而汉长安城是在咸阳的基础上建立的，这表明在选址上，汉朝继承了秦朝的做法。汉朝的宫阙都在今天的西安市汉城保护区内，北二环以北的地方，而汉代的武帝、文帝和景帝的陵墓则位于今天的咸阳市境内。
唐朝的都城也是长安。宫城与现在的西安市完全重合，皇宫和明城墙也完全一样。唐代的皇陵如昭陵和乾陵等大部分位于今天的咸阳市境内。在中华人民共和国成立后，西安和咸阳曾在1966年至1971年间合并为同一个城市，但在1971年之后划分为了两个城市，西安成为副省级城市，而咸阳成为地级城市。
