随着世界经济的高速发展，环境问题日益突出，全球变暖的社会影响越来越严重，二氧化碳成为关注的焦点。推行低碳经济，实现经济发展模式转型成为各国发展必由之路。而低碳经济与工业结构升级之间存在相互作用关系，一方面低碳经济发展依赖于工业结构升级；另一方面，低碳经济发展会促进工业结构升级。本文以湖南省为例，首先从工业碳排放的规模和效率、分行业碳排放三个方面分析了湖南省工业低碳经济发展现状，并说明湖南工业低碳化发展的必要性以及实现低碳经济工业行业面临的约束因素。实证研究中，本文在Weaver-Thomas模型传统指标体系中加入碳生产力和碳强度竞争力两个低碳指标，分无低碳约束、轻度低碳约束和高度低碳约束三种条件进行了重点产业选择，对工业结构进行调整对比。并根据选择结果设定维持现状、技术创新、结构调整、综合调整四种减排路径模式对湖南省2015年工业增加值、工业碳排放量和工业碳排放强度进行预测，以分析湖南省不同减排路径下的减排效果。研究结果表明：低碳约束下的工业结构调整对减排效果有较明显的帮助，但是仅仅依靠结构调整或者技术创新单一措施的实施并不能达到减排目标，只有在结构调整和技术创新减排的共同作用下才能达到经济发展节能减排的目标。可以看到，结构调整与技术创新对湖南省实现低碳经济具有重要积极作用。为达到低碳经济发展目标，湖南省应加快工业结构优化调整、推进低碳技术创新。