自二十世纪末以来,气候变暖问题越来越深刻地影响着人类的生存和发展,成为世界各国共同面临的重大挑战和关注热点,全球各国政府和人民都在积极寻求应对方法和解决途径。以低能耗、低污染、高效益为特征的低碳经济自其概念提出之后便成为各国解决资源、环境与社会发展问题的首要选择,立足于人类活动中心的低碳城市建设更成为可持续发展的重要途径。对于正处于工业化、城镇化快速发展时期的天津市而言,如何在低碳城市建设过程中实现产业结构优化、促进经济发展方式转变成为本文研究的立足点。本文具体研究内容包括以下几个方面：产业结构演进的理论解释、产业结构现状和碳排放测算、基于经济增长和碳排放的产业结构优化模型的构建以及产业结构优化的政策建议。在可持续发展理论和产业结构演进理论的基础上,本文将产业结构与碳排放相结合,在对天津市产业结构现状进行分析的基础上计算了其碳排放清单,并将工业内部各行业划分为11类低碳行业、18类中碳行业、10类高碳行业三类。在此基础上,以经济增长和碳减排为目标函数,以经济效益、环境保护、能源节约、保障就业、产业发展为约束条件构建多目标线性规划模型,模拟在节能减排及其他技术水平保持不变的条件下,天津市工业内部如何进行产业结构优化,提出优化方向为重点发展9类高效益、低排放行业,鼓励发展3类高效益、高排放行业,限制发展4类低效益、高消耗、高排放行业。基于以上分析研究,从产业总体的合理化、高级化和产业内部三次产业如何调整两个层面对天津市产业结构优化提出了具体的对策建议。