改革开放三十多年来，中国经济虽然得到飞速地发展，但这种发展是一种不可持续的发展方式。中国如果希望经济可持续地发展，就应该通过自主创新提升经济附加值，而城市作为经济活动中重要的参与主体，更应该注重自身创新能力地提升，但目前学术界对城市自主创新能力的研究不多，主要集中在国家、区域、企业层面。基于以上研究目的，本文通过理论研究，确立了城市创新系统要素结构模型、测量指标体系、实证研究方法，具有一定的理论意义；同时基于理论、实证研究结果，提出了一些针对性的政策建议，具有一定的实际意义。本文主要的研究方法有，文献研究法、问卷调查法、定量分析法。基于这些方法，本文首先通过研究分析城市自主创新的相关理论，建立了本文的理论模型。然后以该模型为基础，借鉴前人的自主创新测评体系，初步形成本文的测量指标体系，接着利用问卷调查、科学的统计分析方法对指标体系进行实证研究，确立了本文的测量指标体系。同时由于目前对创新系统的实证研究方法很多，但没有一个定量地分析比较，所以本文基于城市创新系统的指标体系，对几种定量的实证研究方法进行实证比较，选择出一种最优的实证方法。最后，本文基于城市创新系统要素模型、测量指标体系，以深圳市为例利用熵值法对深圳市的创新能力进行了纵向研究，通过定量分析把握城市在自主创新能力上呈现出的特点，并基于研究结果，提出了提升城市创新能力的可行性政策建议。