自改革开放以来，随着经济全球化进程的进一步加快，流入中国的FDI不断增加，然而随之而来的环境污染也在加剧，外商直接投资与环境污染之间的关系引起了众多学者的广泛关注。囿于数据或技术的限制，众多学者在研究内容及方法上存在诸多的不足，因而影响了对现实的解释能力和决策的参考价值。基于以上原因，本文以中国30个省域为考察对象，从理论方面论证和阐释了FDI对环境污染的影响机制，并运用探索性空间数据分析方法对FDI与环境污染在各省域的分布格局及空间动态跃迁进行了相关研究，进而分别采用空间固定效应回归模型和时空地理加权回归模型考察了FDI对环境污染的影响。探索性空间数据分析结果表明，我国省域FDI与环境污染均存在显著的空间自相关性，两者在我国地理分布上都存在明显的“路径依赖”特征并形成了不同集聚区域。目前FDI高值集聚区一般是我国环境污染的低值集聚区，FDI低值集聚区却是我国环境污染的高值集聚区，因而可以初步断定FDI在地理上的高度集群将有利于改善我国区域环境质量。空间固定效应模型回归结果表明：我国省域环境污染不仅受到周边邻近省域环境污染的相互冲击，而且还受到区域间结构性差异的误差冲击。作为结构性差异的主要空间影响因素之一，FDI在地理上的集群有利于改善我国的环境污染。整体而言，“污染天堂”假说在中国不成立，但是不同行业、不同来源地的FDI对区域环境污染的影响程度存在显著的差异。进一步地，时空地理加权模型的回归结果显示FDI对环境污染的影响存在显著的空间变异。随着时间的推移，FDI的环境效应进一步加强，其对环境质量的显著改善区域由东部开始延伸到中西部地区，但各个省域FDI的环境效应系数差异显著，东部地区FDI更有利于改善区域环境污染，中西部地区有待于进一步引进优质外资。