21世纪是信息化、技术化、知识化迅猛发展的时代，技术创新已成为经济增长和社会发展的源动力。而国有控股大中型工业企业作为我国科技政策的体现者、创新资源的集中者、行业标准的制定者，其技术创新能力不仅关系到企业自身的生存和发展，还关系到我国能否真正走上新型工业化道路，国家核心竞争力能否提高。本文以国有控股大中型工业企业为主要研究对象，构建了企业技术创新投入产出过程，分析了企业技术创新能力提升途径，并以2004-2008年我国各地区国有控股大中型工业企业为样本，实证分析了科技资源初始投入对产出的影响、不同科技活动支出对专利申请数和新产品销售收入的影响以及中间产出对最终产出的影响。实证结果显示：科学家和工程师对企业的创新作用明显，且科技人力资源投入对创新产出的贡献比财力资源投入对产出的贡献大；政府资金对国有控股大中型工业企业的创新挤出作用明显，企业对自筹资金的使用效果最好；各项R&D经费支出对创新产出均具有显著的促进作用；其他科技活动经费内部支出具有专利产出导向性；其他各项技术活动经费对产出影响小且不显著；国有控股大中型工业企业科研成果市场转化速度快，对企业的经济绩效促进作用明显。最后，笔者进行了国有控股大中型工业企业技术创新能力保障措施研究，并归纳总结前面的研究结论，指出了本文的不足以及进一步的研究方向。