知识与技术的创新使一个国家逐渐适应不断变化的世界经济结构,成为一个国家快速实现产业转型和内部优化的武器,让一个国家在不断的经济竞争中取得核心竞争地位。中国是经济总量大国,国内市场规模较大,市场机制存在一定的弊端与风险,阻碍市场主体创新与创新融资,因此更需要结合自身的发展特色,努力构建国家创新体系,将创新行为与创新成果逐步转化为区域创新能力。而聚焦于东北地区,其经济发展起步早,为我国经济的发展奠定了坚实的财政与物质基础,多年来持续在原材料、人才、设备等方面给予支持,直接影响我国现代化发展的进程,在农林牧渔业的发展方面有着得天独厚的条件,该区域创新体系的构建是完成国家创新体系建设的重要环节。准确评估东北地区城市创新能力的发展情况,确定制约东北地区城市创新能力进一步提高的瓶颈,一方面有利于实现东北地区老工业基地的振兴发展,应对市场环境带来的种种挑战,另一方面为创建创新型城市与区域提供参考借鉴。本文以东北地区34个地级及以上城市为研究对象,构建了包含创新投入、创新产出、创新支撑环境三个角度的城市创新能力评价指标体系,选取了相应指标对其创新能力进行测度,并采用时序全局主成分分析方法对东北地区34个城市创新能力空间分布特征进行计算。首先,利用SPSS求出主成分的因子载荷,根据方差贡献率得到各地区的创新能力得分及排名情况,研究发现,东北地区城市的创新能力一直处于不断波动的变化趋势,中心城市与非中心城市的创新能力差距也在不断拉大;沈阳、大连、哈尔滨6年的得分均高于其他城市,并且在2011—2016年期间均位于东北地区城市前三名;长春、大庆、吉林得分排列在第四至第六名之间;伊春、七台河、黑河发展较为缓慢,2011-2016年期间一直位于末尾,其他城市创新能力都存在很大的改进空间;其次,基于Arcgis可视化技术、空间自相关、局部空间自相关对城市创新能力空间分布与联系进行研究,研究发现东北地区城市创新能力的空间分布在全局和局部都存在显著的自相关性,验证东北地区中部省会城市的创新能力普遍强于非省会及边缘城市,创新能力分布大体呈现出“金字塔”结构,创新能力强的城市数量大幅度低于创新能力低的城市,且创新能力较强的城市对发展缓慢的城市带动作用不明显。为进一步缩小城市之间的创新能力发展差距,寻找提升城市创新能力的有效路径,引入空间范围内的计量模型——空间杜宾模型,检验对外开放程度、资本、经济发展、教育、人才对区域创新能力是否有影响,影响程度如何,结果表明除对外开放程度即实际利用外商投资指标外其他因素都具有显著性影响。人才投入对东北地区城市创新能力发展的推动作用最强,影响系数可达0.502,表明RD人员数每增加一个单位,会使得城市创新能力提高0.502个单位,表明人力资本的因素占主导地位,而纯资本投入因素处于次级影响层面;同时,空间杜宾模型显示相邻区域之间教育环境与人力资本两因素的变化与本区域创新能力的发展呈现反向变化,存在负向溢出效应;而创新能力发展与经济基础则相反表明相邻区域创新能力和经济基础的提高能够推动本地创新能力的发展,存在正向溢出效应。城市创新能力影响因素的研究为提升路径奠定了基础,文章从三个大方向提出优化对策,即多元化创新能力投入,加大人才的引进与培养:以人力投入为主,资本投入为辅;完善创新能力产出体系,增加区域创新的互动交流:增强内部的协作能力,注重扶持民营机构,实现产学研的有效结合,实现协同创新与各要素之间充分的互动交流;提升区域创新能力环境,构建坚实有力的支撑体系:引进高技术产业,促进产业升级,将城市的信息与资源进行整合利用再创新。