随着知识经济和信息经济的到来，国内外市场发生了巨大变化：不确定性与目俱增、消费者忠诚度不断下降、市场需求变化莫测，传统的建立在廉价的劳动力或资本基础上的比较优势理论已经无法解释今天的企业的区位选择和区域发展。产业集聚和创新系统的理论研究应势而生，主流观点是产业集聚体本身就是一种创新机制，两者之间是一种辩证统一的关系。但与此同时，我们也看到我国一些计划经济体制下建立起来的老工业基地，尽管其工业特征从表面看来似乎是产业集聚的形式，但是其在创新效率、产品竞争力和区域发展上的表现都不尽如人意，难道是经济学家们把理论搞错了，但是为什么国外的产业区又有着如此良好的发展形势? 本研究在总结有关产业集聚和创新系统理论的基础上，探索了双方的本质内涵、内在关联以及切断其间联系的要素内容。指出产业地理集中并不一定能够产生知识溢出等外部经济效应，更不意味着其创新的正向反馈机制得到了保证。本文分别从企业和区域不同层面详细论述了创新系统的构成要素及其动力机制，从创新角度进一步分析产业集聚的存在根源，指出创新是产业集聚的最终目的所在，也是产业集聚区域永葆活力和竞争力的有力基石。此外笔者在理论分析的基础上进一步构建了创新系统评价指标体系和模型，并通过该模型，在搜集年度横截面数据的基础上，找出了东北老工业基地和我国中东部地区其它省市的差距，分析了落后的原因。本文旨在为我国的老工业基地的进一步发展和政府制定相应的政策提供相应的思路，在认清产业集聚和产业集群的区别的基础上，指出不应盲目的建立所谓的“产业集群”，因为产业集群和创新系统之间并不是相辅相成的关系。在此基础上，进一步探索了我国的老工业基地——东北存在的实质问题和解决方案。