La brecha digital (DD) refleja la desigualdad de la economía digital, mientras que la investigación existente carece de un marco integral para investigar la medición de la DD y sus determinantes. Este estudio construye un nuevo marco con un sistema de índice integral de cinco dimensiones. Se utilizan datos a nivel de ciudad para medir el índice de DD de China de 2010 a 2020 a nivel nacional, regional y provincial. Además, este estudio investiga la descomposición de la DD a nivel regional y provincial y los determinantes de la DD desde las perspectivas de capital físico, humano y social. Los resultados clave son: (1) La DD de China ha mostrado en general una tendencia descendente fluctuante. Aunque sigue siendo alta en las regiones este y oeste, ha mostrado un declive año tras año. Sin embargo, la DD dentro de la mayoría de las provincias está en aumento. (2) Los cambios en la DD nacional son impulsados principalmente por la intra-regional y la inter-provincial, con tasas de contribución tanto intra-regional como intra-provincial en aumento. (3) El crecimiento económico, la infraestructura, el comercio exterior, la educación y la interacción en línea impactan significativamente en la DD, y estos determinantes pueden cambiar en diferentes períodos. Este estudio tiene la intención de proporcionar apoyo empírico para cerrar la brecha digital, fomentar el desarrollo equilibrado de la economía digital y reducir la desigualdad social.