2010年底我国机电产品出口占全球市场份额达到14.8%，世界排名第一。然而，中国机电产品进出口商会2013年调研结果显示：中国机电产品出口利润总体水平平均仅3%-5%。两个数据形成鲜明对比，说明当前我国机电行业处于全球价值链低端，产业大而不强。因此加快机电产业转型升级成为必由之路。鉴于当前我国机电行业已经深度参与产品内国际分工，于是结合我国的实际情况，从产品内国际分工的视角分析研究机电产业升级具有必然性和现实针对性。本文借用全球价值链这一分析工具来建立产品内国际分工和产业升级二者的联系，用逻辑推理和模型推导说明了产品内国际分工影响产业升级的传导机制，从理论上详细分析了产品内国际分工、要素禀赋、技术吸收能力、规模经济和外商直接投资对产业升级的影响。基于理论分析的结果，运用我国1998-2012年机电细分行业的相关数据实证分析了产品内国际分工、要素禀赋等因素对产业升级的影响，实证分析结果与预期基本一致，除了要素禀赋，其他因素系数符合预期。其中，产品内国际分工、规模经济和外商直接投资与产业升级高度正相关，表明三者都能推动产业升级。技术吸收能力与产业升级正相关，表明技术吸收能力的提升能加快国内企业的技术进步而实现产业升级。要素禀赋的系数不显著，表明要素禀赋的改善未能促进我国机电行业的转型升级，这与经济学常识相违背，可能原因是当前我国失衡的资本劳动比率不利于承接国外产业转移和吸收国外的技术外溢，从而影响产业升级。本文根据理论、实证分析结果，对我国机电产业升级提出了调整产业政策、加大科研投入、引导产业集聚、加强外商直接投资的产业导向等一系列建议。