数字经济作为新型产业驱动力，已成为促进区域旅游业转型升级的关键因素。但基于城市尺度，数字经济与旅游业全要素生产率间的关系在学术上仍未得到系统性实证。文章融合多源数据构建数字经济发展水平指数，运用全局可参比Malmquist模型测算2011—2019年中国285个地级及以上城市旅游业全要素生产率，继而采用面板平滑转换回归模型探索性实证数字经济与旅游业全要素生产率之间的平滑转换效应。结果表明：（1）数字经济发展能够显著提高旅游业全要素生产率，而且旅游业技术进步是数字经济促进城市旅游业全要素生产率提升的重要途径。（2）数字经济对旅游业全要素生产率的影响呈现边际效应递增的非线性平滑转换特征。经过稳健性和内生性检验，其影响效果保持稳健。（3）数字基础设施、数字产业发展、数字创新潜力和数字普惠金融等分维度对旅游业全要素生产率和技术进步同样具有显著的非线性促进效应。（4）分地区异质性分析显示，在高旅游业发展地区和高数字经济发展地区，数字经济对旅游业全要素生产率的促进作用更为明显。上述结论不仅为理解和分析中国城市旅游业全要素生产率发展提供了新的视角，也为合理利用数字经济促进城市旅游业高质量发展提供了参考。未来，政策上应推动“数字经济+旅游”深度融合、完善互联网营销体系，加强数字经济时代的旅游业制度创新，同时高度关注数字经济影响效应的异质性特征，促进不同类型城市旅游业全要素生产率协调发展。