La economía digital juega un papel importante en el desarrollo de alta calidad de las ciudades, y el desarrollo urbano bajo en carbono es una parte integral de esta evolución. Por lo tanto, es importante explorar el impacto del desarrollo de la economía digital en las emisiones de carbono urbanas. Al considerar 21 ciudades de la provincia de Guangdong como objeto de investigación, este estudio midió los niveles de la economía digital desde 2011 hasta 2019 utilizando un modelo TOPSIS basado en pesos de entropía, analizó los cambios espaciotemporales y utilizó regresión ponderada geográfica y temporal para examinar la heterogeneidad espaciotemporal del impacto de la economía digital en las emisiones de carbono urbanas. Los resultados mostraron lo siguiente: (1) El desarrollo de la economía digital en la provincia de Guangdong, en general, exhibió una tendencia estable de crecimiento, y el nivel promedio de su desarrollo en las 21 ciudades consideradas aumentó 3.4 veces durante el período de estudio. (2) El nivel de desarrollo de la economía digital en el Delta del Río Perla fue significativamente más alto que en el norte, oeste y este de Guangdong, siendo Shenzhen la ciudad más desarrollada en este aspecto (0.8473), y Shanwei la menos desarrollada (0.0633). (3) El impacto del desarrollo de la economía digital en las emisiones de carbono tuvo una heterogeneidad espaciotemporal significativa. Los beneficios del desarrollo de la economía digital en términos de reducción de emisiones de carbono fueron más significativos en el Delta del Río Perla, y las diferencias regionales fueron prominentes. (4) Las reducciones en las emisiones de carbono en ciudades con una economía digital altamente desarrollada fueron más significativas de lo que se había informado en estudios anteriores en la zona. Sin embargo, tuvo un efecto negativo en las emisiones de carbono urbanas en ciudades con una economía digital poco desarrollada. Los resultados de este estudio pueden ser utilizados para guiar políticas relacionadas con el desarrollo de alta calidad de la economía digital urbana.