Las ciudades son de gran preocupación para los académicos debido a su importante participación en las emisiones globales de carbono. Las emisiones de carbono relacionadas con la energía difieren significativamente entre las ciudades, especialmente las megaciudades, debido a la heterogeneidad regional en las condiciones socioeconómicas. Para analizar las diferencias en los factores que influyen en las emisiones de carbono dentro de las megaciudades y, además, orientar las reducciones de emisiones, se desarrollaron medidas. Se seleccionó Pekín para investigar las diferencias en los factores influyentes en las zonas centrales, zonas en desarrollo y zonas ecológicas utilizando el modelo STIRPAT a nivel de condado. Los resultados muestran lo siguiente: (1) Existía heterogeneidad regional en Pekín en los cambios de emisiones de carbono de 2010 a 2022. Las emisiones de carbono de las zonas centrales crecieron de manera constante y se demostraron como una parte importante de Pekín. (2) Hubo variaciones en los factores que influyen en las emisiones. El tamaño de la población fue el principal factor impulsor de las emisiones en las zonas centrales, mientras que las emisiones en las zonas en desarrollo y zonas ecológicas fueron impulsadas principalmente por el PIB per cápita. Notablemente, la urbanización promovió el aumento de las emisiones de carbono en las zonas en desarrollo, pero tuvo una influencia negativa en las emisiones en las zonas ecológicas. La intensidad energética fue la principal fuerza negativa de las emisiones de carbono en las tres zonas. (3) Las diferencias en la población, la escala económica, la estructura industrial y el nivel tecnológico conducen a la heterogeneidad de las emisiones de carbono en Pekín. Las tres zonas deberían formular medidas de reducción de emisiones específicas basadas en los factores primarios de las emisiones de carbono y su posicionamiento funcional.