能源是人类生存和发展的重要物质基础,能源问题关乎国家经济发展命脉,直接影响到经济安全运行以及可持续发展的实现。近年来,随着能源的过度利用和开发,能源短缺问题在全球逐渐凸显并越来越严重,传统的能源消费模式将不能满足经济长远发展的需要,如何提高提高能源效率,保持能源的可持续供应已成为全球性的热点话题。山东省作为能源大省,丰富的煤炭、石油和矿产资源带动了经济的飞速发展,但同时大量的能源消耗也带来了严重的环境污染问题,解决好能源消费与资源、环境间的矛盾对于推动山东省节能减排任务的完成以及经济社会可持续发展的实现具有重要意义。因此,有必要在环境约束条件下,对山东省的能源利用效率水平进行研究。本文基于1990-2012年山东省及其17地市相关数据,运用数据包络分析方法中基于投入导向的BCC模型,分别在碳排放约束和不包含碳排放约束两种情况下,构建全要素能源效率分析模型,对山东省及17地市的全要素能源利用效率水平进行分析。实证结果表明山东省整体能源利用效率还有很大的改进空间,省内各地市的投入指标和产出指标还可以进行相应的调整改进来达到最佳状态。同时通过两种模型结果的对比分析,发现考虑环境因素的全要素能源效率值更能代表能源效率的真实水平。又对能源效率的主要影响因素进行分析,构建了能源效率与能源消费结构、经济发展、产业结构、技术进步和碳排放之间的长期均衡关系,结果表明第二产业比例和煤炭消费占比的增加会降低能源效率水平,经济发展和技术进步会促进能源效率水平的提高。最后,根据实证分析的结果,针对山东省总体和不同能效水平上的地市分别提出了能源效率水平改进的对策建议。