随着经济全球化的不断深入,受世界经济危机的冲击以及因市场国际化而引起的激烈竞争的影响,世界各个国家不断通过科学技术创新以及优化产业结构来提升各自产业的国际竞争力。跟随世界的发展潮流,我国也开始实施产业升级战略。随着我国产业结构优化升级进程的不断发展,产业升级对自主创新的经济效应也逐渐开始显现,产业结构升级与自主创新能力之间的关系也引起了国内学者的广泛关注。从现有文献看,大多数学者的研究视角主要聚焦于自主创新对产业升级的促进作用,而本文则探讨产业结构升级对自主创新能力的影响。本文首先通过文献研究法,对产业升级和自主创新的相关概念进行了概述,并从微观、中观和宏观三个层次阐述了目前我国产业结构升级对自主创新能力的影响机制。接着,为了更好的探究我国各地区产业结构升级对自主创新能力产生的影响,根据我国各省经济发展水平的不同,利用主成分分析法建立评价经济发展水平的综合指标体系,进而利用聚类分析法进行区域划分。聚类分析结果将我国31个省份划分为经济发达地区、经济较发达地区、经济欠发达地区三大经济区域。然后,根据区域划分的结果,以2004-2018年我国30个省份以及三大经济区域面板数据作为研究样本,采用面板数据模型对全国及各区域产业升级对自主创新能力的影响进行实证分析,进而采用替换变量法对模型进行了稳健性检验。研究结果表明:(1)产业升级能够显著促进国家和各个区域自主创新能力的提高,且对全国来说向第三产业转移的产业升级更能显著促进自主创新能力的提高;(2)无论在经济发达地区还是经济欠发达地区,向第二产业、第三产业转移的产业升级过程都能够显著促进地区自主创新能力的提高,但由于各区域经济发展水平的差异,产业升级对自主创新能力的影响也存在差异性;(3)高等教育水平、开放程度、外商投资水平、R&D投入对自主创新能力的影响在不同地区之间也存在差异性。最后,根据实证分析的结果,本文对我国及各区域产业升级路径与提高自主创新能力提出以下建议:(1)以创新驱动产业结构升级,进而促进自主创新水平的提高。(2)当地政府应根据当地经济发展水平选择适合当地的产业升级战略。(3)我国应特别重视产业升级的自主创新效应,为大力提高我国自主创新能力提供优越的条件、制定有利的政策、完善相应的法律、营造良好的氛围。