随着社会生产生活的快速发展，资源紧张和生态环境恶化，全球变暖问题已经成为我们必须解决的问题。全球多数国家都在寻求低碳经济背景下新的经济增长点，其本质是建立清洁能源结构和提高能源效率，核心是技术创新，落脚点在于产业结构的优化升级。所以低碳经济的发展必须与产业结构优化升级和技术创新紧密结合起来。只有低碳技术创新和产业结构在良性互动环境下，低碳经济才能真正成为一种新的革命浪潮。因此，本文正是基于低碳发展的初衷和目的，对低碳技术创新和产业结构优化升级进行了研究，这为各国走上低碳发展道路具有极强的理论价值与现实意义。本文从低碳技术创新与产业结构优化升级的内涵及发展研究出发，进一步深入探讨这二者之间的互动机制，低碳技术创新是产业结构优化升级的原动力，且通过需求和供给因素影响产业结构，而低碳技术创新的生命周期同样会影响产业的兴衰与更替，这为进一步研究基于低碳技术创新的产业结构的优化升级提供了理论基础。同时，建立了碳排放模型，分别计算了我国2007年-2011年各行业的碳排放量，并且进一步分析了我国产业结构低碳化升级所面临的障碍因素，从经济与社会发展因素、需求因素、供给因素、技术因素以及国际因素五方面清晰地阐述了我国产业结构低碳化升级所面临的问题。构建了政府、高校、企业和中介服务机构的四螺旋理论体系，对低碳技术创新进行了全面剖析，针对如何更好的发挥低碳技术创新作用开展了相关问题研究与对策分析，其中政府在低碳技术创新中起主导作用，企业是低碳技术创新的主体，高校为低碳技术创新搭建了平台，而起了纽带作用的是中介服务机构。在分析低碳技术创新和产业结构升级的关系，以及我国产业结构低碳化发展所面临的障碍基础上，同时通过对低碳经济中产业结构调整方向和低碳经济中产业结构优化升级的指导原则的研究，运用产业经济学相关理论和投入产出分析法深入研究了低碳技术创新促进产业结构优化升级的路径，主要从主导产业、辅助产业和基础结构、新兴产业以及对外贸易四个方面进行了论述。最后，选取河北省作为案例，运用定量与定性相结合的方法分析了河北省产业结构的现状和产业结构低碳化升级所面临的问题，以及对前面几章提出的理论进行了佐证。