在科技创新和产业结构升级所带来的新型经济时代,面对全球知识经济的巨大竞争压力,高科技技术产业在国际上备受瞩目。我国为推进国家自主创新和高新技术产业发展先试先行,截止2016年7月19日,在全国范围内已建立了 17个国家自主创新示范区。目前对于天津国家自主创新示范区结构模型的相关研究较少,归纳整理对其他国家自主创新示范区结构模型的研究中发现,多数学者认为“四三结构”模型最适合国家自主创新示范区运行模式。因此,评价天津国家自主创新示范区的结构模型价值,分析其投入产出效率水平,对天津国家自主创新示范区甚至是天津市的创新技术发展都具有理论和实际意义。鉴于此,本文总结了 17个国家自主创新示范区的发展现状,在此之上通过构建天津国家自主创新示范区结构模型的经济价值评价指标体系,利用其他16个国家自主创新示范区的有关数据,并运用因子分析法评价模型的经济价值,借助软件SPSS24.0测算天津与其他国家自主创新示范区分别在创新投入、创新主体、创新内容、创新产出和综合方面的横向得分与排名。除此之外,本文搜集2011-2016年天津国家自主创新示范区的创新数据,针对天津这6个年份构建了投入产出效率评价指标体系,分别利用CCR-DEA模型和BCC-DEA模型,借助软件DEAP2.1测算天津国家自主创新示范区的效率值,纵向评价其效率水平,分析天津在综合排名中落后的主要原因。研究结论表明:天津国家自主创新示范区综合得分未达平均水平,结构模型的经济价值不十分理想;2014和2015年出现了创新投入过剩和纯技术效率值低于规模效率值的情况,效率水平不高;2015年批复国家自主创新示范区后,2016年的效率水平高于2015年,说明天津国家自主创新示范区的发展仍需经验的累积。最后,针对评价结果的分析和现存问题,借鉴国内外科技园区的建设经验和启发,分别从体系、政策、制度、市场化环境建设,以及产学研结合,提升人才聚集效应等方面给出天津国家自主创新示范区的发展对策和建议,并提出值得探讨的研究领域,为天津市的发展提供借鉴。