基于2009—2018年省域面板数据，运用G1-CRITIC组合赋权方法测度中国三大经济圈人工智能产业科技创新能力，并采用Kernel密度估计、空间Markov链分析方法从时空维度考察三大经济圈人工智能产业科技创新能力分布动态和长期演进趋势。研究发现：（1）三大经济圈人工智能产业科技创新能力呈上升态势，但其梯度特征明显，长三角经济圈人工智能产业科技创新能力处于绝对领先地位，泛珠三角与环渤海经济圈处于较低水平；（2）三大经济圈人工智能产业科技创新能力“极化效应”加剧，长三角、泛珠三角及环渤海经济圈均存在多极分化趋势，且呈现明显层级结构，空间集聚效应显著；（3）由于经济圈内部省份之间的空间交互影响和正向溢出效应，人工智能产业科技创新能力的“俱乐部趋同”现象和“马太效应”有所缓解，且趋同过程不独立，空间溢出效应的异质性持续存在。