历史文化价值是一种不可再生的资源，在城市发展的背景下对旧工业厂房进行功能置换理论研究，有利于延续城市文脉，节约建设成本，减轻环境负担。我国旧建筑改造设计起步较晚，相关资料匮乏，理论体系不足以支撑多样性的建筑现状。本文着重对工业厂房的原始功能、空间分配，与当前新的综合性建筑项目所需要的功能和空间进行对比分析。通过对建筑视觉功能与使用功能的分析、归纳，摸索出空间分配的规律和功能置换的新法则。此研究最终为达到丰富和完善工业建筑功能置换理论体系的目地。文中首先结合了国内外的相关案例，运用文献研究法以建筑改造设计、园林景观设计、空间构成设计等理论为依据，对比研究建筑改造领域的现状和相关政策法规，提出功能置换要在历史文脉的传承、工业符号的提取和多种空间形式混合的三个要点下展开研究。通过对工业厂区的入口、交通网络、闲置用地、锅炉房类小型建筑体、废弃零部件这五方面进行的比较研究，列举了新、旧功能对所处空间的不同要求，归纳出功能更迭后与其对应空间的相似性和可置换性。通过对功能置换内容的列举，运用总结归纳法得出：保留原始建筑灵魂、尊重原有框架、人性化改造的四点设计原则。从而在设计原则的铺垫下推导出以拆除、改建性保护、扩建性保护、合理利用外部空间、新旧功能空间融合、新老元素对比、整合周围空间此七方面的功能置换方法。最终通过对功能需求下的空间置换形式进行研究，对比宏观和围观层面的功能置换方法，从体块的变更、功能空间整合、内部氛围营造三方面，得出功能置换过程中以向心式、连续式、辐射式、可拆分式、错落式为主的五种空间组织形式的设计结论。论文最后一章是运用理论联系实际的方法，以齐齐哈尔液压件厂综合改造项目为实际案例，做出以本文研究的成果为理论指导的应用设计。