改革开放以来,中国经济实现快速发展,但经济发展与环境污染之间的矛盾日益凸显。长江经济带如今也面临着严重的环境污染。如何通过技术创新和产业集聚推动环境污染治理,对长江经济带的绿色发展具有重要意义。本文首先回顾了学界关于技术创新、产业集聚与环境污染关系的研究,并对三者间的理论机制进行梳理。之后,利用长江经济带11省（市）级面板数据,考察技术创新、产业集聚和环境污染的时空分布特征。最后,构建面板数据模型对技术创新、产业集聚与环境污染的关系进行实证分析。研究结果表明:理论机制方面。产业集聚对技术创新的影响因集聚程度的不同而不同,使得技术创新的污染减排效应必然受到产业集聚调节作用的影响。具体来看,产业合理集聚通过规模经济、知识溢出和专业分工等途径增强技术创新对环境污染的抑制作用,即规模效应。而产业过度集聚通过降低资源配置效率、恶性竞争和产业同构等途径削弱技术创新的污染减排作用,即拥挤效应。时空分布特征方面,（1）技术创新投入不断增大,技术创新产出持续增加,技术创新应用不断凸显,技术创新呈现良好发展态势。但地区间的技术创新差距明显且持续扩大。（2）工业比重不断下降,产业集聚水平较为稳定,产业结构不断优化,产业升级趋势增强。地区间呈现相似的产业发展和集聚特征,但下游地区的产业升级优于中上游地区。（3）环境污染具有明显的时空异质性,二氧化硫、废水的排放先增加后减少,粉尘排放呈现波动状态。由于地区间的经济社会发展差距,中上游地区面临更高的污染治理难度。实证方面,（1）技术创新与环境污染间存在倒U型曲线关系,长期内技术创新对环境污染具有改善作用。具体来看,技术创新投入对污染减排具有直接促进作用,而技术创新产出以及应用与环境污染存在显著的倒U型关系。中上游地区和下游地区的技术创新投入和产出与环境污染之间只呈现线性关系,技术创新应用则与环境污染存在显著的倒U型关系。（2）产业集聚通过技术创新间接影响环境污染,在产业集聚初期,产业集聚通过规模效应促进技术创新进而改善环境污染,随着集聚水平进一步提高,技术创新的污染减排作用将会增强。但是当产业集聚程度超过相应的临界值之后,产业过度集聚将会削弱技术创新对环境污染的减排作用,造成拥挤效应,说明只有保持合理的产业集聚水平才能使技术创新对环境污染的减排作用达到最优。