我国快速的城市化进程使得城市能源消费逐渐成为我国能源消费的主体。城市产业结构、能源效率、能源消费结构与能源消费总量和温室气体排放总量密切相关。本文在研究中国北京、上海、重庆、广州和天津等五个典型大城市产业结构特征基础上，重点分析其能源效率、能源消费结构以及能源温室气体全球变暖潜力值（Global Warming Potential，简称GWP）的特征。本文选取北京市作为案例对其进行能源消费总量和GWP预测。　　 在产业结构方面，通过构建工业行业优势度及综合优势系数两个评价指标，对五大城市优势工业行业进行识别，主要结论有：（1）工业综合优势系数基本上与优势工业行业个数成正比，即优势工业行业个数越多，工业综合优势系数也越高；（2）交通运输设备制造业、化学原料及化学制品制造业、通信设备、计算机及其它电子设备、电力、热力的生产和供应业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、石油和天然气开采业和石油加工、炼焦及核燃料加工业8个工业行业为五大典型城市中主导行业；（3）五城市前20位行业中，重工业比例：广州55％，重庆55％，北京55％，上海60％，天津60％。工业内部行业仍存在重化工倾向。　　 在能源方面，主要考察能源效率和能源消费结构两个指标，结论有：（1）1995年至2005年能源效率年均增长率排序为：北京>天津>上海>广州>重庆，但其中的最大值远低于2000年世界平均水平；（2）五大城市能源品种向多元化发展，但仍体现出以煤为主的特点。　　 全球变暖潜力（GWP）核算方面，结论为：（1）五个城市人均GWP年均增长速度排序为：广州>重庆>上海>天津>北京，与GWP年均增速排序基本一致；（2）通过界定产业结构、能源效率及能源消费结构的不同情景模式进行预测，得出北京市2015年能源消费总量约为10562．6万吨标煤，2020年约为10621．69万吨标煤，2025年约为9055．31万吨标煤，2030年约为7732．86万吨标煤；（3）北京市GWP最优情景中，2015年GWP总量约为278．88百万吨CO2当量；2020年约为282．79百万吨CO2当量；2025年约为239．64百万吨CO2当量；2030年约为203．32百万吨CO2当量。比不进行产业结构调整排放的GWP在2015年减少13．4％，2020年减少18．7％，2025年减少25．9％，2030年减少34．2％。　　 北京市案例分析说明产业结构调整能够有效降低能源消费总量和GWP总量。本文同时提出较为具体的北京市工业结构调整方案。