推动创新驱动发展成为我国经济转型的关键,也是提升城市群竞争力的重要支撑。然而,我国各个城市群不论是创新资源禀赋还是空间结构都有较大差异,不同城市群的创新政策工具、创新要素布局、创新平台搭建等迫切需要关于创新空间集聚、形成机制和演化规律等的创新经济地理理论支撑。因此,基于创新经济地理视角研究城市群创新中心形成,对城市群创新具有重要的现实意义。文章系统梳理了创新空间分布、知识空间溢出与城市群创新中心形成的内在关联机制,采用多种空间统计方法从创新型城市、创新型城市群和城市群创新中心三个层面考察了中国城市创新空间集聚的特征事实,并基于新经济地理学局部知识溢出模型分析创新空间集聚的微观机制,利用空间计量模型对知识资本与创新活动的空间溢出效应进行实证检验。得出如下结论:(1)基于创新型城市、创新型城市群和城市群创新中心三个尺度的创新空间格局分析发现,创新空间分布呈现空间集聚态势且存在加剧趋势;北京、上海、深圳分别成为京津冀、长三角、粤港澳大湾区城市群创新中心,形成“核心引领、多点集聚”的团簇式创新集聚格局;创新中心与边缘城市创新关联遵循着邻近与等级扩散的空间溢出规律。(2)基于局部知识溢出模型分析城市群创新中心形成的微观机制,结果发现:第一,城市群创新中心形成的微观机制是“知识空间集聚→知识溢出强度增大→创新成本降低→知识资本增长率高→知识空间集聚(创新中心形成)”的循环累积因果关系。第二,当创新要素流动成本较低且知识溢出水平较高时,创新集聚产生了本地市场效应和价格指数效应,有利于城市群创新中心的形成。第三,国际知识溢出提高有利于本国城市群创新中心创新资本份额和经济增长率的提高,而国内知识溢出降低了创新中心的资本份额,国际知识在国内跨区域溢出有利于提高边缘城市的资本份额。(3)对知识资本与创新集聚的空间溢出效应实证检验结果发现:第一,长三角城市群创新活动存在空间相关性,本地知识资本积累对创新集聚具有直接溢出效应,对边缘城市创新集聚具有空间溢出效应。第二,创新要素流动不仅对创新中心本地具有创新促进作用,也对边缘城市具有空间溢出效应。第三,国内研发资本对FDI渠道溢出的国际知识资本创新效应有极化效用,国内人力资本有助于进口渠道溢出的国际知识资本创新效应的空间扩散。(4)以粤港澳大湾区创新中心的空间演化为案例进行分析,结果发现:深圳成为大湾区创新“新中心”;长期来看,研发资本的空间溢出效应显著为正。因此,大湾区可构建“知识创新中心-技术创新中心-产业创新中心”多层次、立体化的创新空间结构,推动全球科技创新中心建设。本文创新在于:一是从创新经济地理视角出发,以局部溢出模型为基准,引入知识资本流动成本和不同开放度分析城市群创新中心形成的微观机制,系统研究知识资本积累对城市群创新集聚和创新中心形成的空间溢出效应。二是基于城市、城市群和城市群创新中心三个尺度的创新空间格局,多角度刻画、分析城市群创新中心空间集聚特征,发现创新中心与边缘城市创新关联遵循着邻近与等级扩散的空间溢出规律。三是基于创新空间溢出机制和城市空间分布格局,按“空间特征、空间机理、空间效应”的框架,从实证层面检验城市群创新中心的形成和演化,进而对城市群创新中心建设提出建议。