制造业是我国的经济发展的中坚力量，是全面体现我国实力的根基。近年来我国制造业得以迅猛发展的同时却仍然保持着“三高”的发展模式，给资源及所处生态环境带来了巨大的挑战。伴随着上述资源与环境问题的出现，我国制造业急需大力优化产业结构，从节约资源和保护生态环境的角度出发，发展低碳经济切实推动产业升级。而突破性创新则是基于在新的工程及理论之上，通过转变原有的技术轨道来实现技术跳跃式发展从而改变市场原有竞争规则及局势，是我国制造业实现大踏步的实质性飞跃的绝佳战略工具，同时在产业中开展低碳技术突破性创新的重中之重在于构建合理有效的低碳技术突破性创新机制。在此研究背景下，本文借助SCP范式相关理论，研究了低碳技术突破性创新与产业升级之间的关系及相互影响，并对有关理论以及评价方法和模型进行了深入研究，分析了我国制造业低碳技术突破性创新机制的影响因素及其与产业升级之间的相互作用关系。其次，为了更好的推动我国制造业低碳技术突破性创新的开展，本文以突破性创新过程为基础，结合产业升级及低碳经济背景下突破性创新的本质特征及运作规律，构建了面向制造业产业升级的低碳技术突破性创新机制，并分别对各个子机制内部分别研究，最终得出其要素及作用方式。然后基于上述研究，本文构建了面向制造业产业升级的低碳技术突破性创新机制评价指标体系，从影响各子机制运行的重要因素为出发点，通过层次分析法确定了突破性创新机制评价指标权重，构建了运行效果评价模型并对子机制内部及各子机制之间的运行效果进行评价。最后本文选取了汽车制造业为样本，对我国制造业低碳技术突破性创新机制进行实证分析，用以检验上述研究的科学性及实用性，并在最后结合相关研究给出对策建议。