改革开放以来，中国制造业迅猛发展，现已成为国际上的制造业大国，但是，高投入、高消耗、高污染的弊端也日益暴露。因此，如何结合十二五规划，调整产业结构、优化能源结构、降低能源消耗，实现产业发展与环境的良性互动是当前中国制造业面临的重大问题。为了分析调整产业结构和能源结构的可行性，本文首先建立超越对数成本函数和VAR模型，分别测算了中国制造业资本、劳动、能源及煤炭与石油、天然气、电力的替代弹性值，并考虑区域因素，对全国28个省份制造业能源替代进行了分析，以比较区域间差异。其次，受制造业发展水平和资源禀赋的影响，利用能源内部替代调整能源结构具有现实约束，制造业结构升级需要着眼于产业结构的调整，本文通过计算中国制造业及分行业能源强度和节能潜力，从节能降耗角度对产业结构调整进行分析。结果显示：第一，中国制造业资本与能源替代弹性均值为1.23，替代关系明显，劳动与能源呈现出先替代后互补的关系，而在区域层面要素间替代弹性存在很大差别，如：河北、山西、辽宁等地区资本与能源间为互补关系，内蒙古、江西、广西等地区的劳动与能源间为互补关系。第二，全国层面，石油和天然气可以替代煤炭，但替代弹性均值仅为0.04，替代关系较弱；区域层面能源间替代情况与全国制造业有所不同，部分地区石油、天然气和电力对煤炭表现出替代关系。第三，从制造业总体看，东部地区节能潜力最低、中部次之、西部最高；分行业看，烟草加工业、石油加工及炼焦业、化学纤维制造业、交通运输设备制造业、黑色金属冶炼及压延加工业节能潜力排在前五位，但具体到各省市，制造业分行业节能潜力状况却不同。因此，调整制造业产业结构采取的政策和措施应该因地制宜。