在全球气候变暖的背景下，世界各国正积极致力于低碳经济的发展。据国际能源机构（IEA）估计，城市将在2030年消耗全球总能耗的3/4。把握城市这一碳排放主体，如何发展低碳城市正成为新的研究热点。在“十二五”期间，我国面临巨大的节能减排压力，研究城市碳排放对我国来说更具现实意义。在理论上，本文剖析了城市碳排放的可能影响路径。首先，经济增长与城市碳排放呈倒“U”型分布，环境库兹涅茨曲线从经济增长的规模效应、技术效应和结构效应等角度解释了这种现象。脱钩理论从经济发展的不同阶段同样印证了这种倒“U”型关系；工业部门是我国最大的碳排放部门，生产技术落后、产品结构不合理等现阶段我国工业存在的一些问题使产业结构对城市碳排放存在影响。城市的建筑、交通部门是仅次于工业部门的碳排放部门，空间结构通过对建筑、交通布局的体现对城市的碳排放造成影响。在实证上，本文首先介绍了三种较常见的碳排放估算模型，分别为碳排放的简易模型、基于IPCC方法的估算模型及Kaya碳排放分解模型，比较分析了它们的适用范围及不足之处，指出基于IPCC方法测算的结果更为精确；测算了不同模型下的城市碳排放量，发现基于IPCC方法测算的数据普遍低于基于Kaya分解模型测算的数据，指出产业结构、技术水平等原因是造成模型间存在估算差异的原因。在理论分析的基础上，本文采用空间集聚程度、居民生活水平、产业结构特征、交通便利程度四个因素作为解释变量，同时引入变量的二次项，碳排放量采用IPCC方法测算，利用2003年-2010年我国35个省级以上城市的面板数据，进行固定效应模型的回归估计。并将城市划分为东部及中西部城市进行比较分析。依据“狭义城市”的概念，将城市划分为市辖区层面及全市层面进行比较分析。基于实证检验，得出如下结论：（1）市辖区人口密度与人均碳排放存在正“U”型分布，适当增加市辖区人口，能充分利用市辖区现有的建筑用能及交通基础设施，在一定程度上发挥了城市的减排潜力。但当人口进一步增加，交通拥堵等问题使城市运行效率下降，使城市碳排放增加。由此，人口密度过高或过低都不利于城市低碳发展。（2）第二产业比重与人均碳排放存在倒“U”型关系，即人均碳排放先是随着第二产业比重上升而上升，到达一定阶段后，又随着第二产业比重上升而下降。这说明，产业结构的升级使工业发展与能源消耗逐渐摆脱依存关系。降低碳排放的关键是发展以技术密集型和资金密集型为特征的先进制造业，摆脱高污染、高能耗、低产出的旧型工业化道路，产业升级在一定程度上促进了城市低碳发展。（3）东部城市和中西部城市人均GDP与人均碳排放的关系，均符合环境库兹涅茨曲线的倒“U”型分布，东部城市的人均GDP水平普遍高于中西部城市的水平，先于中西部城市达到环境改善的“拐点”。在假设“拐点”存在的前提下，一方面，我们要继续刺激经济发展，在一定程度上促使“拐点”的尽快到来，为环境的改善争取更多的时间；另一方面，要提倡居民生活的低碳化，保持高人均GDP下的城市低碳运行。（4）交通便利程度与人均碳排放呈现倒“U”型分布，且中西部城市交通便利程度对人均碳排放的影响要大于东部城市。中西部城市交通基础设施完善程度不如东部城市，私人交通工具的保有量较少，交通便利程度的提高更大程度上挖掘了潜在的私家车消费量，由此增加了碳排放。因此，中西部城市如要降低交通部门的碳排放量，须首先完善交通基础设施的建设，在私人交通工具出行增加的同时，保证公共交通工具的出行比例。依据实证结果，简要给出我国低碳城市建设的对策。例如重视城市的组团式布局，保持适当的城市密度。加强环境管制的力度，促进居民生活的低碳化转变。工业发展上，应注重产业结构与产品生产结构的调整。