发展低碳经济开辟了一条摆脱能源危机、缓解环境压力的新途径，成为各国政府发展战略的共识。我国对发展低碳经济极为重视，各地区各行业都将低碳化作为经济发展的首要纲领。西安是实施西部大开发战略的重点城市，近年来经济发展综合表现突出，经济总产值稳步提高。与此同时，以“高耗能、高排放、高污染”为特点的经济产业所导致的能源消耗和环境污染问题愈加凸显。所以，如何在保持经济增长的情况下，提高能源利用率并有效的控制碳排放量，实现经济和社会可持续发展，是西安市面临的主要矛盾和有待研究的紧迫问题。论文以西安市经济发展为实证研究对象，在大量调研的基础上，分析了经济发展和能源消耗的现状和变化趋势，提出发展低碳经济，是实现西安市可持续发展的战略选择；在可持续发展和3E理论的指导思想下，建立了以经济、能源、碳排放、人口、政策、科技等为主要要素的低碳经济系统；从系统学的角度，探讨了西安市低碳经济系统要素的特征，应用协整理论证明了系统要素的关联性；采用系统动力学方法，研究了西安市低碳经济系统高阶次、多重反馈循环和高度非线性的因果反馈关系，构建了西安市低碳经济系统动力学模型；根据西安市现实情况和特点，设计了西安市低碳经济发展路径的选择方案，选取2009-2020年为仿真模拟的观测范围，对系统可控变量进行干预调整，对各方案进行仿真实验并对仿真结果进行综合对比，最终确定综合互补型发展方案是实现西安市低碳经济的最优路径。为营造健康良好的发展环境，构建了以法律法规、产业政策、经济政策、能源政策、减排政策、科技政策为核心的西安市低碳经济发展保障体系，以促进西安市经济发展的低碳化转型进程。本论文研究成果即具有系统动力学与城市经济学的理论创新意义，又具有低碳经济发展路径的选择和政策设计的实践指导意义。