复杂性科学以研究自然、社会的复杂性和复杂系统为核心，研究涉及工程、生物、经济、管理和社会等复杂系统。复杂性科学按照事物本来的面目认识研究对象，它的影响力已成为共识。从复杂系统的角度考虑，循环经济系统是一个复杂系统。产业链作为循环经济系统的重要组成部分，体现了循环经济系统有序的结构形态。本论文以循环经济系统为研究重点，在查阅、分析、总结大量关于复杂性的基本理论、熵理论和循环经济产业链等各方面文献资料的基础上，对我国煤炭行业循环经济进行了综述，从整体性、开放性、非线性、动态性和高维性探讨了循环经济系统是一个复杂系统；并对循环经济产业链进行了分析。定义了包括群落等级、代谢跨度、节点度数、关系数和节点连通度在内的循环经济产业链结构复杂性评价概念。以信息熵理论为基础，通过指标解释、指标度量等步骤，建立了循环经济系统产业链结构复杂性的信息熵评价模型。同时，借鉴信息熵概念，提出循环经济系统的环境熵的概念。该环境熵包括两部分：环境增熵E增和环境减熵E减；E增指循环经济系统产生的工业废弃物排放到环境对环境造成的混乱程度，E减指循环经济系统利用产生的工业废弃物减少对环境造成的混乱程度，其中排放到环境中的工业废弃物主要有烟尘、二氧化硫、粉尘、粉煤灰、炉渣及其他、煤矸石和工业废水。最后，建立了环境熵的量化模型，对废弃物对环境造成的混乱程度进行度量。在大量调研和数据分析的基础上，将建立的评价方法运用到煤炭行业循环经济系统上，以同煤集团塔山循环经济园区和西山煤电集团古交循环经济园区为例进行实证分析，对两个循环经济园区的产业链结构复杂性和环境熵进行评价，考察不同产业链结构对复杂性和环境熵的影响，在分析、比较评价结果的基础上，提出了优化煤炭行业产业链结构、减少循环经济系统复杂性的建议和一些措施。