产业集聚水平的不断提高为我国经济快速增长做出了重要贡献,与此同时,产业集聚及人口集中引发的环境资源问题也日益凸显。产业集聚对环境污染的影响效应非常复杂,受制于当地经济、社会发展水平等因素,在我国大力推进新型城镇化的背景下,将新型城镇化水平纳入到产业集聚对环境污染影响的研究体系中去,探讨各个省份在不同的城镇化水平下产业集聚对环境质量的影响具有重要意义。本文以经济学、金融学、国际贸易学相关理论为指导,在分析产业集聚水平对环境污染的作用机制的基础上,将城镇化水平纳入研究体系建立拓展模型。基于2006—2016年间我国30个省(直辖市、自治区)的面板数据,运用Pearson相关检验法对衡量环境污染的六大指标进行筛选,从人口城镇化、产业城镇化、可持续发展城镇化的角度构建新型城镇化质量综合评价体系,并采用熵值法对数据进行标准化处理。分别运用五种线性回归模型、面板数据静态门槛回归模型以及动态门槛模型,以产业集聚度为自变量,污染排放水平为因变量,新型城镇化水平为门槛变量,研究不同城镇化水平下产业集聚与环境污染之间的关系。主要结果表明:门槛回归模型中,在不同的新型城镇化水平下,产业集聚对环境污染的影响存在显著的门槛特征。产业集聚与环境污染的关系并非简单的单调递增或递减,而是呈倒U型非线性关系,即短期内产业集聚会加剧中国环境污染程度,但长期内会改善环境质量。此外,国际资本转移以及环境规制都会发挥正环境效应。最后,基于以上研究结论提出相关政策建议。