城镇化是我国实现现代化的必由之路。中国共产党第十九次全国代表大会的报告指出,要建设以城市群为主体、大中小城市和小城镇协调发展的城镇结构,加快农业人口城镇化进程,并进一步明确了深化新型城镇化综合试点的战略要求。然而随着城镇化的不断推进,我国的能源消费需求和环境污染问题变得日益突出。在积极推行节能减排和发展中国低碳经济的背景下,如何提高能源利用效率是我们解决问题的重要出路,而从城镇化角度切入来寻找能源利用效率的提升方式是一个关键的研究视角。因此本文利用RAM模型测算了2002-2012年期间中国266个城市在环境约束下的全要素能源效率,运用夜间灯光数据构建了城镇化指标,在此基础上研究了城镇化对能源效率的影响,并从实证角度深入分析其作用机制。研究发现:在本文考察期间,我国各区域的能源效率都得到改善,但存在显著的地区差异,能源效率呈现出按东、中、西部地区顺序依次递减的现象,同时东部地区的城镇化水平也远远高于中部和西部地区。城镇化与能源效率之间存在门限效应,城镇化对能源效率起到先抑制后促进的作用。从作用机制来看,城镇化通过建筑业、运输业和居民生活方式的改变降低了能源效率,通过产业升级提高了能源效率。上述研究结论为我国在城镇化进程中不断完善能源相关政策提供了决策参考,能够促使城镇化与能源消费得到有机协调,从而不断提高能源效率,缓解能源短缺问题和环境污染问题。