Este estudio realiza una investigación empírica sobre los efectos de descarbonización de las estructuras urbanas policéntricas, explorando sus mecanismos e influencias variadas. Nuestros hallazgos revelan ideas clave. Primero, las estructuras urbanas policéntricas reducen efectivamente la intensidad de las emisiones de carbono, una conclusión respaldada por pruebas robustas y análisis de endogeneidad. Segundo, nuestro análisis muestra que las estructuras policéntricas alivian significativamente la congestión en el centro de la ciudad, reduciendo la intensidad de las emisiones de carbono. Estas estructuras también impactan las emisiones de carbono a través de factores como la asignación de mano de obra entre industrias y la entrada de empresas de alta productividad. Tercero, nuestro análisis muestra que el impacto de la estructura policéntrica en la intensidad de las emisiones de carbono sigue un patrón "en forma de U". En este patrón "en forma de U", el crecimiento de la escala de la población urbana puede compensar los posibles impactos negativos de esta estructura. Finalmente, el apoyo gubernamental, las redes de transporte urbano y las tecnologías de comunicación son cruciales para mejorar la efectividad de la descarbonización policéntrica. Nuestra investigación contribuye a la literatura sobre estructuras policéntricas y emisiones de carbono y ofrece implicaciones políticas para abordar el cambio climático, aplicables no solo a China, sino también a otras economías.