近年来，我国正处于经济的高速增长时期，尤其是工业产业异军突起，但依照经济增长模式的发展规律，其仍难以摆脱欧美等发达国家工业化进程的传统路径，即对能源与原材料的需求与依赖性日益增强，环境约束与工业加速的矛盾日益突显。随着世界各国对环境保护，降低污染排放的呼声的不断壮大，我国作为发展中国家也必须主动地承担起节能减排的重任，这使我国陷入“经济高速推进”与“环境质量改善”的两难境地，垂直专业化分工作为我国工业行业参与国际分工的主要方式，对我国工业化进程中的矛盾的解决是否能够提供一个有效的解决方案尚待研究。本文分别采用环境投入产出模型与HIY法度量了我国工业行业1997-2010年的CO₂排放水平与垂直专业化水平。环境投入产出模型是从产业间的关联性与循环利用性的角度，综合考察污染排放量的变化趋势。结果表明，我国工业行业的污染排放水平仍在逐年上升，但在近几年增长速度有所放缓。HIY法是由Hummels（2001）提出，从进口的中间产品的角度，衡量行业参与垂直专业化分工水平的指标。结果显示，我国工业行业的垂直专业化水平也呈现相似的趋势，虽然整体的垂直专业化水平超过了欧美等发达国家，但是相较于新兴市场如韩国仍有所不足。然后，从产业结构、技术外溢与要素禀赋等层面出发探讨垂直专业化分工对污染排放的作用机制，并在此基础上构建计量模型，从行业的异质性的角度进一步验证垂直专业化分工与污染排放之间存在的关系。通过最小二乘法（OLS）、分位点回归法（QR）与门槛效应模型进行回归得出，经济增长与CO₂排放呈倒U型分布，垂直专业化分工对CO₂排放具有促进作用，但对于具有不同特征与不同要素密集度的工业部门，它们的作用程度存在差异。行业的属性包括企业规模、能源效率、贸易开放度、资本强度、污染密集度、资本密集度、劳动密集度、垂直专业化程度等。最后，根据实证分析所得的结论，从行业的特征与产业布局等层面提出相应的政策建议。