Basado en el modelo EBM-DEA (Máquina de Aumento Explicable-Análisis de Envolvimiento de Datos), este artículo construye un modelo de evaluación de la eficiencia de carbono industrial urbana (UICE), mide y analiza las características de evolución espacial de la UICE en China desde 2003 hasta 2016, y analiza los factores que influyen en la UICE utilizando el modelo Tobit. La investigación llega a las siguientes conclusiones: (1) La UICE de China mejoró de 2003 a 2016, y la distribución mostró un patrón espacial decreciente desde las regiones este, central, oeste y noreste. (2) La UICE, por región, se encontraba en un nivel estable bajo inicial en 2003 y estaba en proceso de avanzar hacia un estado estable de alta eficiencia hasta 2016. Las diferencias entre regiones han sido el principal aspecto que afecta la variación general de la UICE en China. (3) Existe una relación en forma de curva logística entre el nivel de desarrollo económico y la UICE. (4) A nivel nacional, los factores que están significativamente y positivamente correlacionados con la UICE son: aglomeración industrial, descentralización fiscal local, nivel de desarrollo económico, progreso tecnológico, tamaño promedio de las empresas industriales y diversificación industrial. Los factores que están significativamente correlacionados negativamente con la UICE son el nivel de industrialización, la participación del valor de producción de las empresas estatales en el valor total de producción, la apertura industrial y la regulación ambiental. Los factores que influyen en la UICE varían según la etapa de industrialización.