现阶段气候变化成为全球十大环境问题之一，我国作为温室气体排放大国，环境问题尤其突出。城市交通系统污染严重、能耗多、问题频发，与“低碳经济”发展理念相悖。为了减少城市客运交通系统碳排放量，本文以居民出行方式为研究对象，构建低碳经济下城市客运交通结构优化模型，改善交通现状。本文通过分析国内外研究现状，界定城市客运交通结构的内涵和构成，在借鉴传统交通结构优化的做法和经验教训基础上，提出“低碳经济”要求下交通结构优化的思路。通过对比分析国内外现有交通结构优化方法的适用范围和优劣，以客运周转量和碳排放为目标变量，以居民出行需求、能源和资源消耗为参数，构建同时满足社会、经济和环境三方面要求的城市客运交通结构优化模型。依此计算合理的交通结构优化值，保证城市客运交通系统在最大限度满足居民出行需求基础上，投资额最低，碳排放最少。并通过成本分析和减排量计算检验该模型的可行性。最后，以某市的客运交通结构为对象，从有关统计年鉴、政府部门和问卷调查获取数据，导入所构建的模型，提出了该市交通结构优化方案。本文将研究结论与该市交通规划相结合，针对现阶段的交通问题，提出了相应的改进措施，为交通部门制定管理策略提供参考。