La doble identidad de las fuentes de carbono y los sumideros de carbono hace que la agricultura sea el foco de la investigación relacionada con la neutralización del carbono. En comparación con la agricultura rural tradicional y la producción industrial urbana, la agricultura urbana tiene sus propias particularidades. Es de significativa importancia práctica explorar la interacción y su proceso de evolución entre la multifuncionalidad agrícola urbana y los efectos del carbono en la búsqueda de soluciones para aliviar la presión del carbono. Basado en los cambios en las emisiones de carbono agrícola y la captura de carbono en Guangzhou desde 2002 hasta 2020, utilizamos el método de análisis de causalidad de Granger para investigar la interacción entre la multifuncionalidad agrícola urbana y los efectos del carbono y luego utilizamos el modelo de asociación gris para analizar el proceso de evolución de los grados de asociación entre ambos y dividir las etapas de desarrollo agrícola. Finalmente, de acuerdo con las particularidades de Guangzhou, analizamos los efectos del carbono generados en la transformación multifuncional de la agricultura urbana y presentamos sugerencias políticas correspondientes sobre cómo resolver el problema de las emisiones excesivas de dióxido de carbono a través de la agricultura en áreas metropolitanas. Los resultados muestran que desde 2002 hasta 2020 en Guangzhou, la producción agrícola urbana disminuyó, la función económica y social aumentó, y la función ecológica subió y luego disminuyó. La captura de carbono de la agricultura urbana en Guangzhou fue aproximadamente cuatro veces mayor que las emisiones de carbono. Las emisiones de carbono experimentaron un proceso de primero disminuir, luego aumentar, luego permanecer constantes y finalmente disminuir, mientras que la captura de carbono primero disminuyó y luego aumentó. En segundo lugar, las emisiones de carbono de la agricultura urbana en Guangzhou tienen una relación causal con las funciones de producción, social y ecológica. Las emisiones de carbono son la causa de Granger de la función económica, pero no al revés. La captura de carbono de la agricultura urbana en Guangzhou tiene una relación causal con las funciones de producción y económica. La captura de carbono es la causa de Granger de la función ecológica, pero no al revés. No hay una relación causal de Granger entre la captura de carbono y la función social. En tercer lugar, desde 2002 hasta 2020, el proceso de desarrollo interactivo de la multifuncionalidad agrícola urbana y los efectos del carbono en Guangzhou se puede dividir en tres etapas: orientada a la función de producción (2002-2006), función económica y social mejorada y función de producción debilitada (2007-2015) y la función económica y social superó a la función de producción (2016-2020). En cuarto lugar, la transformación multifuncional de la agricultura urbana ha traído efectos de carbono que reducen las emisiones y aumentan la captura. Hay un largo retraso temporal entre la transformación multifuncional y los efectos del carbono de la agricultura urbana.