随着我国对外经济的发展以及国家“走出去”战略的深化，我国对外直接投资发展迅速。与此同时，我国国内经济正处于产业结构调整升级的关键阶段，促进我国产业结构调整升级成为我国对外直接投资重要目的之一。因此，本文将中国对外直接投资与产业结构升级作为研究对象，运用规范分析和实证分析考察两者之间的相互关系，并提出相应的政策建议。本文首先综述了对外直接投资与产业结构升级的相关理论和实证研究，并对二者的发展现状进行了阐述，然后重点分析了对外直接投资对母国产业结构的不同影响效应以及它们的传导机制。分析结果认为具有不同动机的对外直接投资既可以促进母国产业结构升级，也可能导致母国产业空心化，但目前我国不用担心产业空心化问题。在理论分析的基础上，本文运用1981-2011年我国对外直接投资的存量与产业结构升级的数据建立向量自回归模型，对我国对外直接投资与产业结构升级的效应进行检验。结果显示，我国对外直接投资长期中有利于我国产业结构升级，但短期效应很小，且存在滞后性。最后，基于实证结果与原因分析，提出相关的政策建议。