中国正经历从以“引进来”为主向以“走出去”为主的战略转变期,寻求国内产业结构升级的路径。文章基于2004-2016年中国省际面板数据,利用引力模型,从创新要素区际流动视角构建空间关联矩阵,考察了地区产业结构升级的正向累积空间效应、对外直接投资与区域创新对产业结构升级的影响、区域创新的竞争效应以及对外直接投资与区域创新的交叉因子优化配置效应的演化特征。研究表明:地区产业结构升级进程存在显著的全域空间正相关特征和正向累积空间效应;在独立效应下对外直接投资对产业结构升级具有明显的杠杆效应,而在双重效应下区域创新均对产业结构升级产生了显著的抑制作用;考虑以区域创新、对外直接投资与区域创新的交叉因子为门槛变量,对外直接投资对产业结构升级的作用强度分别呈现倒U型、正U型演化特征。这为中国地区产业结构升级路径选择提供了一定的参考。