随着全球气温不断升高,温室气体排放已经成为威胁人类生存的重要原因。中国各省份城镇化发展水平不均衡,相应的碳排放也存在较大的区域差异。现有文献中有很多研究城镇化和碳排放之间的关系,但都是基于人口城镇化进行的,很少有学者从其它维度来研究城镇化对二氧化碳排放的影响。综合以上情况,本文选取了中国30个省份1995年到2015年碳排放的相关数据,运用STIRPAT模型,对整个中国范围内人口城镇化和经济城镇化对碳排放的影响、分区域人口城镇化和经济城镇化对碳排放的影响展开研究。最后本文还使用各省份的时间序列数据进行回归,根据各省份经济发展对碳排放影响弹性的差异分区域进行研究。分析结果表明:(1)在整个中国范围内,人口城镇化对碳排放产生显著的正向影响,经济城镇化对碳排放产生显著的负向影响。(2)在人口城镇化率较低的区域,人口城镇化的增加会降低碳排放;而在人口城镇化率较高和较低的区域,经济城镇化均对碳排放产生显著的负向影响。(3)随着经济城镇化率的降低,人口城镇化对碳排放的正向影响及经济城镇化对碳排放的负向影响趋势逐渐增强。(4)在经济发达地区,经济城镇化的增加会降低碳排放;在经济相对发达地区,人口城镇化的增加会增加碳排放,经济城镇化的增加会降低碳排放;在经济欠发达地区,人口城镇化的增加会降低碳排放。(5)在经济发展水平对碳排放的影响不显著的区域,人口城镇化及经济城镇化对碳排放均产生显著的正向影响;在经济发展水平对碳排放影响较小的区域,人口城镇化对碳排放有显著的正向影响,而经济城镇化对碳排放有显著的负向影响。在不影响经济发展的条件下降低碳排放是中国政府需要亟待解决的问题。由于中国各省份城镇化发展水平和经济发展水平存在较大差异,人口城镇化和经济城镇化对碳排放的影响也不相同,本文中的研究成果对相关政策的制定,控制人口城镇化和经济城镇化的发展速度有一定的参考意义。