如今，科学技术作为第一生产力的地位和作用愈发突出，科技创新能力已经成为衡量某一地区乃至一个国家核心竞争力的重要因素，越来越受到人们的关注与重视。如果一个地区拥有较好的科技创新能力，就能够很好地提升该地区的综合竞争实力以及推动该地区的经济发展。因此，对山西省11地市的科技创新能力与创新效率进行分析评价意义重大。首先，本文对区域科技创新系统相关概念的内涵进行了界定，包括：科技创新、区域科技创新能力与创新效率。并且通过具体的数据对山西省11地市的科技创新现状进行了描述评价。考虑到数据的可得性，选取符合山西省11地市实际情况的科技创新能力与效率的评价指标，来描述11地市的科技创新活动。其次，根据所选取的评价指标，运用主成分分析法对山西省11地市的科技创新能力进行实证研究，得到11地市在科技创新能力的综合得分，并按照综合得分进行排名，11地市科技创新能力由高到低依次是：太原、朔州、晋城、长治、吕梁、大同、晋中、忻州、阳泉、临汾、运城。同时根据综合得分，运用层次聚类将11地市分成四类：第一类仅包括太原市；第二类仅包括朔州市；第三类包括晋城市、长治市、吕梁市和大同市；第四类包括晋中市、忻州市、阳泉市、临汾市和运城市。第一类与第二类地市的科技创新能力较强，第三类地市科技创新能力处于中上游水平，但是相较于前两类，仍然有许多需要改进的地方，第四类地市的科技创新能力较低，各方面均表现为能力不足。再次，对选取的科技创新投入与产出指标分别提取主成分，将提取的主成分进行数据包络分析。得出的结果是：仅晋城市达到了DEA有效，太原、阳泉、朔州达到了纯技术效率有效，而其他7个地市均为非DEA有效。除太原市为规模收益递减，其他9个地市均为规模收益递增。最后，对本文进行总结，并针对各个地市的实际情况提出了相应的对策。