随着我国经济的持续增长,对能源的需求不断增加,提高能源效率日趋迫切。对影响能源效率的影响因素研究得到研究者的重视,科学分析能源效率的影响因素以及其层次关系对我国经济改革与产业转型与升级有着重要的指导意义。本文运用超效率DEA方法测算了十个发展中大国1992-2009年的能源效率,并且在此基础之上利用多层统计模型分析了影响能源效率的因素及层次关系。在前人的研究基础之上本文通过引入多层统计模型对影响能源效率的因素进行实证分析,在研究方法有所创新。多层统计模型的应用有效处理了具有层结构的数据,区分了数据中的个别水平与社会水平间的差别,从而能够对直接影响因素与系统性影响因素进行区分并量化。研究结果表明：第三产业比重、国外直接投资参与度与可替代能源比重对能源效率的提升有着直接而显著的正向关系,同时一个国家的国民素质、城市化率、研发能力和教育投入因素对能源效率有着间接的影响。因此,为了提高能源效率,政府应加强调整产业结构、开发可替代能源的力度,加大教育与研发的投入,全面提高国民素质。同时通过本文的研究,科学认识能源效率影响因素间的层次关系有利于我国经济改革政策、产业政策的制定与经济结构的优化。