工业4.0时代的到来,自动化技术的快速发展、以及自动化生产线和工业机器人在企业生产过程中的使用,正在深刻变革着当下的产业格局。当前,中国正值产业结构调整、产业空间布局优化的重要转型阶段,在敏锐地捕捉到人工智能应用对于中国产业转型升级、加快建设制造强国的重要意义后,政府接连出台多项政策以推进人工智能发展、促进产业优化升级。尽管人工智能的应用对于产业升级意义重大,但目前学术界的研究多聚焦于自动化技术应用、人工智能发展如何影响劳动力需求、劳动力结构以及工资水平,较少有文献涉及人工智能如何影响产业优化升级这一话题,而人工智能及机器人的相关实证研究也相对为数不多。鉴于此,本文首先从理论层面探讨人工智能如何影响产业升级,进而通过实证方法验证研究假设的成立与否,并进一步探究人工智能影响产业升级的作用路径,这有助于深入分析人工智能之于产业结构优化升级的作用,同时也为判断当前我国产业政策的合理性与未来调整方向做出铺垫。本文在回顾相关领域核心文献、同时基于此所构建的理论模型的基础上,利用IFR工业机器人数据以及中国城市层面数据,基于固定效应模型检验了2006-2019年中国各城市人工智能发展水平对其产业升级的影响如何,其中产业升级的评判进一步细分为了产业结构高级化与产业结构合理化两个方面;同时,利用美国行业层面工业机器人数据构造工具变量,以排除内生性影响;并在此基础上检验了资源配置在人工智能影响产业升级的过程中是否存在中介作用。研究发现:（1）人工智能的应用对城市产业结构高级化水平的提升有显著的促进作用;人工智能的应用会显著促进城市产业结构合理化,且这一促进作用具有持续性。稳健性检验与基于工具变量的回归结果进一步验证了上述结论。（2）异质性检验结果表明,中部、东北部城市与东、西部城市人工智能应用对产业升级的影响不一致性,其中,西部城市的人工智能应用对其产业结构高级化的促进作用最为显著,东部城市的人工智能应用对其产业结构合理化的促进作用最为显著,而中部和东北部城市所受影响并无显著差异;此外,经济发展水平较低的城市应用人工智能所带来的产业结构高级化水平的提升比经济发展水平较高的城市更显著,但人工智能对产业结构合理化水平的影响无显著差异。（3）采用并行中介效应模型的资源配置的机制检验结果表明,人工智能的应用对资本配置效率和劳动力配置效率的改善均存在滞后性,且人工智能应用对劳动力配置效率的影响更大;进一步而言,在产业结构高级化视角下,资本要素配置在人工智能应用影响产业结构高级化的过程中其中介作用不显著,而劳动力要素配置的中介作用显著存在,效应量约为0.23;在产业结构合理化视角下,资本要素配置和劳动力要素配置的中介效应均不显著,可以认为资源配置影响产业结构合理化的作用路径不存在,或中介作用较弱。由此可见,人工智能应用水平的提升除了直接促进产业升级之外,还可以经由改善劳动力配置效率这一作用路径,进而间接促进产业升级。在上述实证分析的基础上,本文结合中国实际提出了如下政策建议:推进产业智能化发展,结合各地自身特点因地制宜出台引导政策;完善知识产权保护机制,激活企业研发与创新活力,实现人工智能技术更广泛应用;共建区域协同发展体系,畅通要素资源跨区域流动,优化资源配置效率;转变政府职能,畅通资本要素流通,创新金融领域改革,让金融更好服务于实体经济;健全人才培养体系,制定人才引进计划,放大人工智能应用的生产率效应与就业创造效应。