城市复合产业生态系统是以人为主体而构成的复杂系统。在人类社会发展的过程中,城市扮演了极其重要的角色,体现了人类社会发展的最新成就。然而工业革命以后,伴随着城市经济飞速发展的是越来越严重的社会、环境问题,造成城市的经济发展与社会、环境不协调。为解决这一问题,需要从学术上对城市复合产业生态系统的经济、社会、环境子系统的发展水平做出正确的分析评价,以有助于制定正确的发展政策。现有评价多采用模糊数学的方法,但是存在无法科学确立隶属函数的问题。针对这一特点,本文提出了基于灰色层次分析的城市复合产业生态系统综合效率评价方法,并以大连市为案例研究区,从产业经济、社会和生态环境三方面做了综合评价。从结果来看,大连市城市复合产业生态系统的综合绩效评价结果为二级,即良好。为实现城市的可持续发展,需要大力发展循环经济和推行节能减排,以提高系统的总体绩效,实现经济、环境和社会发展的三赢。