石油城市是我国重要的城市类型，是国民经济的重要组成部分，在国有企业和老工业基地调整改造过程中，石油城市的经济发展对我国经济发展具有重要战略地位。石油城市兴起取决于石油资源的开发，其后期的兴衰则取决于不依赖石油资源的其它产业发展和向综合性城市的过渡。从国外石油城市的情况看，其后期的发展大体上有持续繁荣、停滞或衰退两种不同的结局。分析这些城市的发展规律对研究石油城市的经济转型具有重要意义。本文从石油城市经济结构系统出发，运用系统动力学方法，构建系统动力学模型，运用模型动态分析石油城市系统经济结构的特点，变化规律，从系统角度提出石油城市经济结构优化对策。论文首先介绍了石油城市的特点，特殊性，研究现状，使我们对石油城市有了一个大体的了解。然后系统分析我国石油城市目前的现状及存在的问题，并着重分析石油城市经济结构的现状，以此为基础设定石油城市系统经济结构的指标体系，建立系统动力学模型与方程。通过运行系统动力学模型并对其结果进行一致性检验，可以看出系统模型能够很好用于分析石油城市系统经济结构状况，其分析结果基本与实际情况相符，能够较准确预测经济结构发展状况，同时，通过对一些可控指标的调整，可实现经济结构的变化，这对于我们了解石油城市经济结构的演进规律与针对不同的状况及存在的问题做出相应的政策调整具有重要的理论价值。