如何解决中国城镇化进程中的环境污染问题是有关城镇化是否健康持续发展的重要问题。为探究城镇化进程中的生态效率水平及城镇化与生态效率的作用机制,本研究采用超效率DEA和空间计量的方法对中国2003-2012年30个省份的生态效率进行测算,并对生态效率和城镇化的关系进行了实证分析。研究表明,城镇化与生态效率呈现较强的负相关关系,并且对邻近区域产生负的溢出效应,城镇化每提高1%,平均空间溢出效应为-0.485%。排污费的征收对改善环境质量并没有起到明显的作用。城镇化对生态效率的溢出效应主要通过产业结构和技术水平来实现的,产业结构优化和技术水平对生态效率具有较强的空间溢出效应。因此中国在制定城镇化发展战略的时候要以调整产业结构和提升技术水平为着力点,同时建立区域之间的有效沟通和合作机制,优化污染企业的空间布局。