随着知识经济时代的到来，以知识为基础和支撑的技术要素从众多生产要素中脱颖而出，正式成为经济增长中日益重要的要素资源，其所承载的技术创新能力正逐步强化对区域经济的影响。陕西省具有丰富、优良的科技资源，科技研发能力近年来一直处于全国前十之列，但陕西省的经济实力却远落后于科技实力，即技术创新能力的提高并没能带来陕西省经济的增长，这其中的一个主要原因在于，陕西省技术要素主体与技术需求主体合作创新收益分配的不合理导致。在对技术合作创新收益分配的国内外文献进行综述的基础上，发现现有研究存在着诸如缺乏合作创新收益分配的系统性分析，模型建立依据较薄弱，模型较难用于实践操作等问题。因此，本文在前人研究的基础上，利用定性与定量结合的方式，从技术要素参与合作创新的整个过程进行系统性深入探究，划分创新环节，分析各参与主体行为特点，并提出技术要素在创新过程中的转化路径及价值增值原理，从而推演出几种不同的创新模式。在此基础上，采用博弈论的方法，分别构建了“技术推动”形式下技术转让模式的收益分配模型和“市场拉动”形式下委托开发模式的收益分配模型，并针对创新过程中可能存在的道德风险问题建立了激励机制，论文得出以下结论：技术转让模式下，技术方一般会挑选商业化能力强的企业进行技术合作，并且技术主体对自身技术成果的期望值越大，企业得不到此技术的损失越大，则技术方在收益分配方案确定中的讨价还价能力就越强；委托开发模式下，技术方受企业委托研发技术，其所获的收益分配比例随着努力水平的增加而增加，随着技术价值的增大而提高，随着自身创新性成本的增加而减少。最终，以煤化工公司和研究所的技术合作项目作为案例，进一步详细阐述了收益分配模型在实践中的具体操作问题，并给陕西省政府提出相应的政策建议。