La forma urbana está estrechamente relacionada con las emisiones de CO2 y la estimación precisa del impacto de la forma urbana en las emisiones de CO2 juega un papel importante en la lucha contra el cambio climático causado por la emisión de gases de efecto invernadero. En este documento, investigamos cuantitativamente los efectos de la forma urbana en la emisión de CO2 y su eficiencia desde tres perspectivas: expansión urbana, compacidad y complejidad. Al utilizar regresión cuantílica de panel con efectos fijos, mostramos que: (1) Los resultados de la estimación sobre la relación entre la forma urbana y la emisión de CO2 y su eficiencia son consistentes con la literatura. (2) Los efectos parciales de la forma urbana sin controlar los factores socioeconómicos son heterogéneos a lo largo de la distribución condicional de la emisión de CO2 y su eficiencia. (3) Teniendo en cuenta que los efectos parciales de la forma urbana sobre la emisión de CO2 y su eficiencia pueden depender de la magnitud de los factores socioeconómicos, incluimos términos de interacción en nuestro modelo y encontramos que los efectos de interacción entre los factores socioeconómicos y la forma urbana son heterogéneos entre ciudades con diferentes niveles de emisión de CO2 y su eficiencia. Nuestros hallazgos empíricos iluminan la optimización de la forma urbana en la mejora de la eficiencia de emisión de CO2, proporcionando a los responsables de políticas formas efectivas de reducir las emisiones de CO2 en ciudades con diferentes niveles de emisiones de CO2.