Los problemas climáticos y ambientales han atraído una considerable atención en todo el mundo. Aclarar las interacciones entre la eficiencia del uso del suelo urbano (EUSU), la estructura industrial (SI) y la intensidad de las emisiones de carbono (IEC) es de gran importancia para promover la coordinación entre recursos, economía y medio ambiente. Se analizaron las características temporales y espaciales de EUSU, SI e IEC basándose en datos de panel de 309 ciudades en China desde 2006 hasta 2021. Se estableció un modelo PVAR para analizar las relaciones dinámicas y causales a largo y corto plazo entre las tres variables. EUSU, SI e IEC mostraron una tendencia ascendente, pero existía una heterogeneidad espacial significativa. Las tres variables tenían una relación de cointegración a largo plazo. En general, EUSU tuvo un efecto positivo sobre SI, y SI tuvo un efecto promocional sobre EUSU. EUSU y SI tuvieron efectos inhibitorios bidireccionales sobre IEC. Esto indica que mejorar EUSU, actualizar SI, mejorar la eficiencia energética y reducir IEC pueden ser medidas necesarias para mitigar el impacto ambiental de las actividades humanas. Estos resultados de investigación pueden proporcionar apoyo teórico y político para promover la coordinación de recursos, la economía y el medio ambiente, y para lograr la promoción de un desarrollo urbano verde, sostenible y de alta calidad.