近几年，随着“走出去”战略的深化发展，中国对外直接投资发展迅猛，其对国内经济发展的影响也与日俱增。同时，自改革开放以来，中国经济的快速发展推动了产业结构不断优化升级，但在新的国际国内经济形势下，中国经济结构急须转型，通过对外直接投资促进国内产业结构优化升级成为必由之路。本文梳理了国内外有关对外直接投资影响产业结构的相关理论研究成果，在产业结构优化的内涵和相关理论基础上，从资源寻求型、市场寻求型、效率寻求型和战略资产寻求型四种对外直接投资的动因角度分析了对外直接投资影响产业结构的作用机理。通过对中国对外直接投资和产业结构的发展现状分析，发现中国对外直接投资存在行业分布和区域分布的不均衡特点，以及中国产业结构存在诸多不利因素。通过构建产业结构高度化和产业结构合理化两个衡量指标，本文构建实证模型研究了中国对外直接投资对产业结构优化所产生的影响。通过协整检验、回归分析和脉冲响应回归等研究方法，发现对外直接投资促进中国产业结构高度化，但对中国产业结构合理化产生负作用，而金融开放则有利于对外直接投资促进产业结构优化。在研究结论基础上，提出了继续资源类投资、加快边际产业转移和扩大发达国家投资的对外直接投资政策方向，以及产业结构优化政策环境的几项政策建议。