大量的国内外研究都表明外商直接投资对于东道国的经济发展具有重要的影响,外商直接投资所带来的技术溢出效应以及资本的供给效应和需求效应能够促进东道国(地区)产业结构的优化升级。随着经济全球化趋势的不断加强,国内各省市引进外商直接投资表现出快速增长的趋势,在此背景下,海南省迫切需要利用自身的地理位置优势和资源优势抓住机遇,充分利用好外商直接投资来促进本省的产业结构优化升级。本文结合海南省引进外商直接投资和产业结构升级相关的数据资料,通过大量图表分析了海南省在1985年以来利用外资现状、产业结构现状及其存在的问题,在此基础上,利用理论分析和实证分析相结合的方法,根据海南省实际状况,分析了外商直接投资对海南省产业结构优化升级的作用机制。然后以1985-2015年的时间序列数据为基础,通过建立计量模型,运用协整检验、因果检验等方法,实证分析了外商直接投资与海南省产业结构优化之间的关系。检验结果表明:外商直接投资通过影响三次产业结构产值比例促进了海南省产业结构的合理化,但是外商直接投资与海南省产业结构高级化之间并不存在相关性,并分析了实证检验结果的内在原因,找出海南省在利用外商直接投资方面所存在的问题,最后,针对以上问题,对海南省合理利用外商直接投资给出相关建议。