本文将智能化引入新经济地理学分析框架，围绕工业智能化对城市层级结构的影响展开研究。我们构建了含有智能化因素的FC模型，内生化企业智能资本投资，推断智能化对区际经济关系的影响。基于城市数据进行的经验检验发现，工业智能化升级有助于推动城市层级结构分化，增强了城市经济的“头部效应”，其原因在于工业智能化升级对大城市与县城经济产生了正、负相反影响。本文利用企业数据进行微观机理分析发现，工业智能化升级对高层级城市企业产值的提升效应更为明显；工业智能化升级推动企业经营活动向高层级城市集聚，并通过缓解大城市对高用工成本企业的“筛选效应”，增强大城市企业集聚。本研究为理解大城市化发展提供了新思路。