面临高速发展与环境保护的深层矛盾，产业结构优化升级被广泛认为是我国低碳发展的有效途径之一。本研究对中国产业结构调整的碳排放效应问题给予了充分的关注。首先，对产业结构演进与碳排放概况进行详细描述；然后，根据1997-2010年我国省际面板数据，基于STIRPAT的扩展形式，运用空间面板模型实证考察产业结构调整的碳排放效应；接着，基于一种灰色关联度模型，测算并分析我国工业结构调整对碳排放的关联效应；最后，构建投入产出的多目标优化模型，借助多目标遗传算法NSGA-Ⅱ模拟测算并分析：假若产业结构达到设想的优化状态时可能发挥的碳排放效应。主要结论包括：(1)我国及境内各省产业结构的演进趋势总体遵循“三二一”的良性发展方向，各地区或省域产业结构的演进速度与所处阶段不尽相同，东部省域产业结构高级化的整体水平要高于其他省域；同时，我国的碳排放总量仍维持在较高水平上，但增速有所回落，碳排放强度正在下降；碳排放的区域差异性依然明显，碳排放增速较快的省份大多集中在产业结构差异显著的东部和西部地区，可见，资源禀赋、要素投入、技术水平等因素会制约产业结构调整对碳排放影响作用的充分发挥。(2)中国各区域碳排放量存在空间维度的依赖性和异质性，不能脱离整体环境孤立的考虑自身节能减排战略，各个区域要力求与周边地区协调、互助，共建以低碳排放为特征的产业体系。目前，产业结构高级化的低碳效应已有所显现，但减排效果的充分发挥会受经济规律与发展实际的制约；伴随着机械化步伐加快的农业发展为节能减排带来压力，工业发展的高能耗高污染特征凸显，因而二者比重与碳排放均显著正相关，而其余各类行业比重调整的碳排放效应不甚明显，减碳潜力有待于更充分的激发；鉴于农业的基础性地位，大幅缩减行业规模并不现实，应推进农业机械化与产业结构战略性调整相结合，积极构建行业的低碳发展模式；工业居于国民经济的主导地位，但其增长速度应得到合理控制，同时，要加快提升批发零售住宿餐饮及其他行业比例，而节能技术的创新开发和应用，技术进步与结构调整的协调一致，也是关键所在。(3)降低碳排放量与促进经济增长、扩大就业之间相互关联而又存在矛盾。即使在保证稳定增长与就业的前提下，中国的产业结构调整作为减少碳排放的手段仍在一定范围内有效；而既定的技术水平、所处的工业化阶段会一定程度上影响到产业结构调整碳排放效应的充分发挥；为此，应推动低能耗、低排放、高附加值的高技术产业快速发展，并着力发展包括现代服务业在内的低碳型第三产业；另外，交通运输仓储邮政业与建筑业尽管属于高碳行业，鉴于其对于经济增长的重要保障作用，仍有在一定范围内扩张的需要。(4)中国工业结构调整对碳排放总体呈现较强的关联效应，但各行业与碳排放的关联程度存在一定的差异，主要取决于不同行业特性、生产和节能技术水平等因素；对碳排放关联效应及单位产值碳排放量都很大的行业，应成为结构调整的重点行业，如金属冶炼及压延加工业、采矿业、电力、燃气及水的生产和供应业和化学工业等应适度缩减生产规模，加快淘汰落后产能，提高生产效率与能源利用率；有一类行业既包括以纺织业、食品制造及烟草加工业等传统轻工业，也包括通信设备、计算机及其他电子设备制造业和仪器仪表及文化、办公用机械制造业等先进制造业。这类行业的产值比重与碳排放的关联程度不是很高且相差不大，但也不可一味的任意扩张，为了低碳与增长兼顾，应分清调整主次与先后顺序，做到有所侧重，合理的确定扩张速度与发展模式。