自1912年熊彼特提出创新理论以后,技术创新对经济增长的作用日益受到重视和肯定。研究与发展(Research and Development, R&D)作为科技创新活动的核心,其投入的规模和强度已成为衡量一个国家或地区科技投入和创新能力的重要指标,相关内容也成为国内外学者的研究热点。国外在这一领域起步较早,研究内容较为丰富,尤其是对R&D投入与企业或行业绩效之间的关系进行了较为全面的研究。国内学者借鉴西方的理论和方法对我国的R&D投入也展开了相关研究。但现有研究以分析R&D投入量和投资绩效之间的线性关系为主,主要基于横截面的计量检验方法,少数运用了空间计量经济学模型。对R&D投入的区域差异虽有涉及,但相对较少,且存在忽视区域之间空间效应的缺陷。实际上,我国R&D投入不仅总体强度偏低,也存在着巨大的区域差异。相关研究表明,我国各省份在R&D投入方面的差异比区域经济之间的差异更大。在当前强调以科技创新要素带动区域经济发展的战略导向下,R&D投入的不均衡会进一步加大区域科技创新能力的差距,从而在更大程度上影响区域经济。为了避免过大的创新投入差异对区域创新能力及经济发展的影响,需要从地理空间视角多方面深入分析现有创新活动的非均衡发展态势及其时空演变,发现我国目前在创新投入、创新产出、以及两者相互耦合方面存在的问题,针对问题提出相应的优化措施,为制定合理的区域科技政策提供科学依据,以实现对科技创新资源的合理配置,优化创新活动在我国的战略布局,提高创新投入绩效,统筹区域创新协调发展。基于此,本文采用传统统计分析、马尔可夫链和探索性空间数据分析等多重方法对我国省域R&D投入强度的区域差异进行深入分析,结果发现2001-2011年我国R&D投入强度的绝对差距在扩大而相对差距在缩小；高值区逐渐向东部沿海集中,而低值区在中西部和东北也更加集中成片分布：2005年以后呈现显著的全局空间正相关特征,东部空间溢出效应有所增强,一些中西部组团却陷入“弱者恒弱”的循环往复。从R&D经费的影响因素来看,不同区域的影响因素是有差别的。对全国而言,最显著的因素分别是经济发展水平、政府科技投入力度和人力资本的积累。分三大区域来看,影响东部创新投入最显著的因素是经济发展水平和国际贸易的产品构成,影响中部最显著的因素是经济发展水平和对外开放程度,影响西部最显著的因素是经济发展水平和人力资本的积累。R&D投入强度可以反映区域的相对投入水平,但要想揭示创新投入与创新产出的时空关联特征,还需要从绝对数量上分析它们的区域差异和时空演变。结果表明,经费投入规模的相对差距在缩小,而人员投入规模和产出规模的相对差距在扩大。在大多数时间内,三者差异的大小关系表现为创新产出差异>经费投入差异>人员投入差异。进一步根据创新投入与创新产出的重心分布和演变过程可以看出,我国创新发展的空间分布并不均衡,东部沿海和东南沿海是创新发展的高密度区,对创新经费和人员的牵引不断增强,在创新产出方面的贡献大于其在创新投入方面的贡献,地带间的创新差异呈扩大趋势。经费流动与人员流动之间存在着较强的关联性,但创新投入与创新产出之间则存在脱钩现象。在耦合关系方面,经费投入与人员投入的耦合性较好,而创新投入与创新产出的耦合性较差。为了全面反映创新投入与直接产出及间接产出的耦合关系,分别从创新投入、创新产出和创新效益三个方面构建综合指标体系,运用耦合协调度模型对全国和各省市创新子系统之间的作用程度与“协同”效应进行定量评估。在国家层面,创新系统之间的耦合作用由低水平耦合阶段上升到颉颃阶段,而耦合协调程度则由低度协调耦合跨越到高度耦合协调。在区域层面,整体处在低水平耦合阶段,距离良性共振耦合阶段还有较大差距。大多数省份均处于低水平耦合阶段,进入颉颃阶段的省市较少,但数量在不断增加。耦合协调发展的类型以低度协调为主,中度协调的省份数量也不多,但数量有所增加,均分布在东部地区,只有北京始终属于高度协调的耦合类型。从增长情况看,耦合协调度在东中西均形成了增长点。结合耦合度和协调度数值,将区域创新系统耦合协调类型分为五大类。从创新投入向创新产出转化的效率来看,纯技术效率是影响我国综合技术效率的主要因素。东中部之间的差距主要表现在纯技术效率方面,而中西部之间的差距则主要体现在规模效率方面。分区域看,北京位于效率前沿面,大多数省份在综合技术效率上未达到有效。浙江、广东、海南、重庆、甘肃、青海的纯技术效率大于规模效率,其余省份纯技术效率均小于规模效率。处于规模报酬递增的省份数量在增加,处于规模报酬递减的省份数量在减少,表明现阶段我国区域创新仍具有一定的规模效应。技术效率对区域创新系统耦合具有显著的正向影响,除此之外,政府影响力、人口素质、产业结构和对外开放程度也是具有显著性影响的因素。最后在统筹考虑创新投入的区域差异、创新投入与创新产出耦合结果以及创新发展的影响因素的基础上,提出区域创新空间优化配置的模式,并从扩大创新投入规模、提高创新投入产出绩效、加强区域创新互动、加大人才培养和引进力度等方面给出促进区域创新系统协调发展的策略建议。