1、概念不同：
直辖市是直接由中央政府所管辖的建制城市，自治区是一种行政区划名称，在我国成立初期对民族自治地方统称为自治区；
2、人口数量不同：
直辖市往往需要较多的居住人口，而自治区相对直辖市而言人口少一些。
3、区域不同：
直辖市通常在全国的政治、经济和文化等各方面上具有重要地位。而自治区的行政地位相当于省，所以自治区其实也可以理解为有自治权的省。
二、行政区：
行政区划是行政区域划分的简称，指国家对辖境进行的行政分区。或者说，它是指国家为了便于行政管理，根据政治、经济、民族、历史等各种因素的不同，把领土划分成大小不同、层次不等的区域，并在此基础上建立相应的政权机关进行社会管理的制度。
简言之，若行政区划按三级制，则各级为中国一级行政区即省级行政区、县级行政区即第二级行政区和乡级行政区即第三级行政区；若行政区划按四级制，则各级为省级、地级、县级和乡级。
自治区与直辖市的区别有行政区划等级不同、人口要求不同、形成条件不同等。
自治区属于省级别的行政区划，而直辖市与地级市的行政区划相同，所以在行政区划等级上，自治区的行政区划等级比直辖市高。直辖市的成立往往需要一定的人口，以及该地区拥有一定的政治、经济以及文化的成就才能成为直辖市。
