对我国温室气体的排放绩效进行科学地评估，是明确各地区温室气体减排任务的前提和重要依据。在我国经济、能源和环境协调发展约束背景下，科学合理的碳排放绩效指标应该能够反映这三者协调发展的程度。传统的碳排放绩效指标忽略了生产要素之间的替代作用，不能准确反映经济活动中真实的碳排放绩效。基于此，本文在全要素框架下，首先采用基于松弛变量测度的DEA模型，构造全要素CO2排放绩效指标（TFCPI），以此考察1997-2009年我国29个省市的碳排放绩效；并按照碳排放绩效和CO2可减排量，采用Ward聚类法分析29个省市的节能减排潜力；接着运用收敛理论分析我国整体及东部、中部、西部和东北四大区域碳排放绩效的差异变化，最后基于空间面板数据计量模型对碳排放绩效的影响因素进行了实证研究。结果表明，我国整体碳排放绩效水平持续提高，但地区差异显著，呈现了由东南沿海向西北内陆递减的分布特征。我国29个省市按减排潜力可分为四个组，其中河北、河南、山东、内蒙古、山西、安徽和辽宁是碳减排潜力最大的群组；福建、广东、上海、海南和北京是经济、能源和环境发展最为协调的群组。我国整体和四大区域的碳排放绩效皆有显著的绝对收敛和条件收敛的趋势，各地区碳排放绩效的差距将随着时间的推移而减小。一个地区的碳排放绩效受相邻地区正向影响，对外开放、能源消费结构、产业与产权结构、政府干预、技术进步和能源价格对碳排放绩效有显著影响，其中技术落后和政府过度干预是我国碳排放绩效提高的瓶颈因素。