創新型城市群，是以創新為核心驅動力，以促進城市群經濟穩定增長、推動社會可持續發展為根本目標，依托產業集群的創新網絡高效配置和管理創新資源的新型城市群，代表著城市發展的方向和趨勢。
創新型產業集群是以專業化分工和協作為基礎，以制度建設和機制創新帶動各種生產要素和創新資源集聚，形成以創新型企業和創新人才為主體，以知識或技術密集型產品為主要內容，以創新組織網絡、商業模式和創新文化為依托的產業集群。
從創新型城市群與創新型集群發展的理論與實踐看，兩者并不是沿著各自不相關的軌道孤立發展的，而是在一定區域內發生著時間上和空間上的聯系，存在一體化發展的耦合機制，體現為共生發展、競合發展和創新倍增發展。
創新型城市群與創新型產業集群的耦合發展，首先是一種共生發展機制。表現為：產業集群通過發揮集群創新效應推動城市群發展，城市群的市場發育程度、制度創新能力及各城市創新的最優規模等又對產業集群創新效應的發揮產生反饋作用。
創新型城市群與產業集群存在著時間和空間兩維的協調性。從時間看，創新型集群的發育可以共享創新型產業集群的專有勞動力市場、專業化的中間投入品，以及技術外溢，促進大量企業以及資本、勞動力、技術、信息等創新要素在一定區域高度集聚，甚至催生相關創新企業的誕生，先是一個城市的繁榮，之后隨著該城市創新網絡的擴大，創新行為在一個城市已難以完成，由于集聚效應和擴散效應帶動周邊城市的發展，這樣中心城市與外圍城市就由于創新行為的推動而形成了創新型城市群。創新型城市群能更好地協調城市間的發展，促進創新行為，因此能在更大范圍吸引到更多企業、資源要素在群域內落地生根，不但促進了區域內產業集群的發展壯大，也帶來了產業發展環境的改善和加強。
創新型城市群不同于簡單的“城市集聚”，而是具有密切產業聯系，甚至處于同一產業創新鏈條上下游的區域經濟組織，在鏈條上的每一個城市都有明確分工。沒有高度發達的創新型產業集群，就沒有創新型城市群賴以存在的物質基礎條件，產業集群與創新型城市群的高耦合使得城市間的經濟流總是向最佳區位流動與組合，打破了原有城市界限和空間結構，密切了中心城市與周邊城市的分工與協作，推動了創新型城市群空間上的發展壯大。
創新型城市群與創新型集群的耦合發展也是一種競合發展機制。在創新型城市群與創新型集群耦合發展的系統中，企業之間、城市之間是一種既競爭又合作的關系。如果競爭多于合作，創新型城市群的耦合度就比較低，甚至不會發生耦合，如果合作多于競爭，企業之間、城市之間就會形成一種競爭關系。提高城市群與產業集群的耦合度，可以避免相關企業之間、城市之間的過度競爭和惡性競爭，形成一股整體合力參與外部市場的競爭，從而把彼此競爭的或有損失變為合作的收益，把“零和博弈”變為“正和博弈”或“正和但可變的博弈”，進而加速系統創新產出的增加。
在創新型城市群與創新型集群耦合發展的系統中，企業和城市是以“互惠互利共贏”為原則的，即各經濟主體在追求自身創新產出的同時形成經濟體的共同利益，達到個體與群體利益的統一。這一方面是因為，產業集群是由專業化協作連接的企業群體組成的，企業之間密切分工、競爭與合作并存，可以形成競合關系，使群體收益大于單個企業收益的簡單相加，另一方面是由于創新型城市群是由多個城市按照創新鏈的要求結成的利益共同體，在更大范圍內合理配置創新資源和創新要素，打破行政壁壘和市場分割，有利于減少彼此之間的磨擦和群體內的內耗，使城市群體創新的能力大于個體創新能力的總和。
創新型城市群與創新型集群耦合發展會帶來創新產出的倍增。從內在本質來看，創新型城市群是一種地域性的“空間生產”和創新場域，一個完善的創新型城市群內具有高效的創新聯系系統，包括各城市之間相互支撐與配套的基礎設施、文化科技教育服務系統、現代交通、商業物流以及通信聯系系統等，這使得創新型城市群內部的創新擴散成本幾乎為零，且每個城市都表現出極大的開放性。合理的創新分工構成的創新網絡使得各個城市都專注于自己的核心創新環節，迅速而低成本的創新擴散將帶來巨大的溢出效應，加速耦合系統內創新資源的積累，從而增加整體創新發生的可能性。
由于乘數效應，產業鏈上某一環節、產業集群中某一企業創新產出的增加，會引起產業鏈上其他環節、產業集群中的其他企業創新產出的增加，最終使產業鏈、產業集群整體創新產出疊加放大或倍增，城市鏈上、創新型城市群中某個城市創新產出的增加，會引起城市鏈和城市群整體創新產出疊加放大或倍增，產業鏈上某一環節、產業群中某一企業創新產出的增加，會引起城市鏈、城市群創新產出的疊加放大或倍增，城市鏈上、城市群中某個城市創新的增加，也會引起產業鏈、產業集群創新產出的疊加放大或倍增，實現單個企業或者產業以及單個城市無法達到的規模效益和聯動效益。