京津冀协同发展的最终目标是打造创新经济体，明确了京津冀三地科技创新优先发展领域，即北京重点提升原始创新和技术服务能力，天津重点提高应用研究与工程化技术研发转化能力，河北重点强化科技创新成果应用和示范推广能力。同时，为推动首都非核心功能疏解，京津冀三地正探索建立园区共建机制、区域性产业联盟、区域产业合作基金、创新型产业集群协同工作机制，这将有助于将创新要素融入产业链和产业集群，打造具有国际竞争力的创新型区域经济体，使创新成为推动京津冀经济发展的重要引擎。
京津冀协同发展有助于大气环境治理，改进区域生态环境
区域生态环境承载水平是社会经济可持续发展的重要内涵，它包括大气环境、水环境、土壤环境等方面。区域生态环境承载问题是工业化、城市化过程中不可避免的发展问题。如，在大气环境方面，2014年京津冀空气质量超标的天数为209天，其中有35天为重污染天，京津冀地区13个城市中，有11个排在污染最重的前20位。2015年，重度雾霾持续出现，年末京津冀地区频繁启动空气重污染红色预警。生态环境恶化已严重影响了区域内正常的生产生活，从根本上解决生态环境持续恶化，构建环境友好型经济发展模式是当前和未来亟须解决的重大经济问题。
京津冀协同发展有助于基于产业层面推动生态环境治理。受经济发展方式粗放、经济结构偏重的发展惯性影响，近些年京津冀产业结构优化效果并不显著，天津、河北的重化工业比重仍然较大。如，根据《河北省第三次全国经济普查主要数据公报》数据显示，2013年河北省制造业数目9.36万个，占所有企业数目的21.46%；制造业吸纳的从业人员最多，为493.98万人，占所有从业人员的36.71%，其中，黑色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、金属制品业从业人员数位居前三位。《河北省2014年国民经济和社会发展统计公报》数据显示，规模以上工业增加值11758.3亿元，装备制造业、钢铁工业、石化工业、建材工业、医药工业是其主要工业部门。此外，《2014中国环境统计年鉴》的数据显示，2013年京津冀工业废气排放量占全国工业废气排放量的13.58%，其中工业二氧化硫、工业氮氧化物以及工业烟（粉）尘排放量分别为143.29万吨、143.21万吨、127.71万吨，占京津冀二氧化硫、氮氧化物以及烟（粉）尘排放总量的90.20%、67.22%以及87.47%。⑤2015年，国家环保部对北京、天津、石家庄等9个大气污染防治重点城市的源解析报告显示，机动车、工业生产、燃煤、扬尘等是当前我国大部分城市环境空气中颗粒物的主要污染来源，约占85%~90%。其中，北京首要污染来源是机动车，石家庄首要污染来源是燃煤，天津首要污染来源分别是扬尘、流动源、工业生产。由此可见，京津冀地区以河北省为代表的产业结构重化工化是导致区域生态环境持续恶化的重要原因，解决产业结构问题是改善区域生态环境的重要突破口。
《京津冀协同发展规划纲要》指出，京津冀三地协同发展要首先在交通、环境及产业领域率先取得突破。从表面上看，交通、环境及产业属于不同领域，但实质上这三者是密切联系的整体。交通一体化是推动产业发展要素流动的基础，而产业要素的合理流动有助于推进产业结构优化，而产业结构优化又是解决生态环境问题的根本突破口。因此，京津冀协同发展将有助于从产业层面推动生态环境治理。
京津冀协同发展有助于基于机制创新层面推动生态环境治理。区域生态环境服务属于公共物品，区域生态环境治理相当于为提高公共物品质量而进行的投资。由于区域内拥有多个行政主体及众多企业主体，行政主体的公共物品供给的搭便车行为会进一步激励企业主体采取弱化环境保护行动，从而提高了区域生态环境治理难度。这表明区域生态环境治理尚需构建有助于调节各方利益的激励机制。
