本文运用空间联立方程模型考察了经济集聚与环境污染的空间溢出和相互作用机制。从生产投入端和产出末端视角,将环境污染拓展到生产密度理论模型中,构建了经济集聚与环境污染的交互影响理论模型,并运用2002—2011年中国283个地级及以上城市的数据对理论模型进行了验证。实证表明:经济集聚和环境污染之间存在双向作用机制,经济集聚加重了环境污染,环境污染对经济集聚存在反向抑制作用,且两者间的影响机制均与劳动生产率密切相关。经济集聚可以提高劳动生产率,环境污染对劳动生产率产生负面影响。经济集聚和环境污染均存在明显的空间溢出效应,城市的经济集聚和环境污染与周边地区密切相关,且相邻城市间的经济集聚和环境污染存在交叉影响,城市间的经济发展和环境质量具有"一荣俱荣,一损俱损"的特征。本文认为,区域间经济发展协同是污染联合治理的根本,经济发展和环境质量的空间溢出可视作污染联合治理、区域利益共同体、跨区污染补偿的理论基础。中国需要构建以经济协同为主、政策和管理协同为辅的污染联合治理格局。