当前,中国经济已进入以稳增速、调结构和动力转换为主要特征的新常态阶段,迫切需要实现经济增长由粗放型向集约型增长转变,工业生产从“中国制造”向“中国智造”转变,经济发展方式由追赶型向创新型转变。要实现这些转变,必须将创新作为引领发展的第一动力,不断推进中国创新能力的提升。伴随着城市群以其空间组织紧凑、经济联系紧密、文化认同强烈的特点逐渐受到学界和政府的重视,以城市群为主体,推进经济社会建设,促进区域协调发展,已成为全社会关注的热点问题。本文以中国主要城市群为研究对象,首先,采用Dagum基尼系数方法对城市群创新能力的差距进行了测算和分解,并利用ESDA分析方法对城市群创新能力的空间相关性进行了分析,深入了解了中国各城市群创新能力的差距和变化情况。其次,在广泛阅读文献的基础上,建立了城市群创新能力系统,从理论角度分析了影响城市群创新能力的因素,包括创新人员投入、创新资本投入、政府支持、高等教育水平、外商直接投资和环境质量,并对各影响因素的作用方向提出研究假说。最后,运用空间计量方法,对影响城市群创新能力的因素进行实证检验。本文的研究结果显示:第一,中国城市群创新能力的总体差距较大,珠三角、长三角、京津冀城市群创新能力的领先优势较为明显,成渝、关中、中原城市群的创新能力居中,长江中游、哈长、北部湾城市群的创新能力相对较弱;第二,不同城市群内城市创新能力差距的差异较大,京津冀、关中平原、成渝、长江中游、关中平原城市群内城市创新能力的差距相对较大,哈长、珠三角、长三角、中原城市群内城市创新能力的差距则相对较小;第三,城市群内各城市的创新能力具有显著的空间均质性特征;第四,创新人员投入、创新资本投入、政府支持等因素都会对城市群创新能力的提升起到促进作用,但政府支持对于创新能力提升的作用相对较小,外商直接投资对处于不同发展阶段的城市的创新能力可能会产生截然相反的影响,其影响方向总体上表现为“U”型特征;第五,对于创新能力较强的珠三角城市群和长三角城市群,企业创新资本投入是其创新能力提升的主要动力,而对于创新能力较弱的哈长城市群和北部湾城市群,其创新能力的提升仍依赖于外商直接投资的带动。