Las contribuciones de esta investigación son el análisis teórico del mecanismo de impacto de la urbanización en la eficiencia de las emisiones de carbono (CEE) y luego el análisis empírico de los efectos de la urbanización en la CEE en el oeste de China desde 2010 hasta 2019, aplicando el modelo de medida de supereficiencia basado en epsilon con salidas indeseables y el modelo Tobit. Los hallazgos principales son: (1) La CEE media de las 11 provincias occidentales muestra una tendencia de disminución y luego aumento durante esos 10 años, demostrando características de cambio en forma de U. (2) La CEE de Guangxi tiene la disminución más significativa, mientras que la CEE de Chongqing mostró solo una pequeña fluctuación; la CEE de Guizhou tiene la característica de que primero sube, luego desciende y luego vuelve a subir; las CEE de Mongolia Interior y Yunnan han estado en la superficie de frontera de producción desde 2010 hasta 2015, y presentan la tendencia de disminuir y luego aumentar después de 2015. Las CEE de las otras seis provincias occidentales presentan una tendencia de disminución y luego aumento. (3) Chongqing, Sichuan, Mongolia Interior y Yunnan tienen un alto nivel de CEE, seguidos por Shaanxi, Xinjiang, Guangxi y Guizhou, con un nivel intermedio de CEE, y Gansu, Ningxia y Qinghai, con el nivel más bajo de CEE. (4) Los efectos de la urbanización en la CEE en el oeste de China presentan una relación en forma de U, lo que significa que el proceso de influencia fue primero de inhibición y luego de estimulación. En la actualidad, el proceso de urbanización muestra impactos negativos en la CEE, mientras que el punto de inflexión aún no ha llegado. Las provincias occidentales de China deberían seguir el camino de la urbanización de alta calidad para cambiar rápidamente el impacto de la urbanización en la CEE hacia el lado derecho de la curva en forma de U.