基于2003—2019年273个地级市面板数据，考察我国空间功能分工对城市工业排放的影响及其作用机理。研究发现：空间功能分工对城市工业污染排放呈现显著的负向影响，该结论在经过替换被解释变量、考虑空间地理特征、改变空间地理单元及考虑政策因素等一系列检验后依旧成立。异质性分析发现：空间功能分工对工业污染排放的影响在非资源型城市、沿海城市及高经济密度城市中会更加显著。机制分析发现：提高资源配置效率与绿色创新是抑制工业污染排放的两个有效路径，进一步分析发现，随着功能分工深化，市场一体化与市场可达性的提高显著强化了空间功能分工对污染排放的抑制作用。提出了加强生产制造业和服务业的融合互动、扭转要素配置结构与加强基础设施投入力度的对策。