创新型城市群，是以创新为核心驱动力，以促进城市群经济稳定增长、推动社会可持续发展为根本目标，依托产业集群的创新网络高效配置和管理创新资源的新型城市群，代表着城市发展的方向和趋势。
创新型产业集群是以专业化分工和协作为基础，以制度建设和机制创新带动各种生产要素和创新资源集聚，形成以创新型企业和创新人才为主体，以知识或技术密集型产品为主要内容，以创新组织网络、商业模式和创新文化为依托的产业集群。
从创新型城市群与创新型集群发展的理论与实践看，两者并不是沿着各自不相关的轨道孤立发展的，而是在一定区域内发生着时间上和空间上的联系，存在一体化发展的耦合机制，体现为共生发展、竞合发展和创新倍增发展。
创新型城市群与创新型产业集群的耦合发展，首先是一种共生发展机制。表现为：产业集群通过发挥集群创新效应推动城市群发展，城市群的市场发育程度、制度创新能力及各城市创新的最优规模等又对产业集群创新效应的发挥产生反馈作用。
创新型城市群与产业集群存在着时间和空间两维的协调性。从时间看，创新型集群的发育可以共享创新型产业集群的专有劳动力市场、专业化的中间投入品，以及技术外溢，促进大量企业以及资本、劳动力、技术、信息等创新要素在一定区域高度集聚，甚至催生相关创新企业的诞生，先是一个城市的繁荣，之后随着该城市创新网络的扩大，创新行为在一个城市已难以完成，由于集聚效应和扩散效应带动周边城市的发展，这样中心城市与外围城市就由于创新行为的推动而形成了创新型城市群。创新型城市群能更好地协调城市间的发展，促进创新行为，因此能在更大范围吸引到更多企业、资源要素在群域内落地生根，不但促进了区域内产业集群的发展壮大，也带来了产业发展环境的改善和加强。
创新型城市群不同于简单的“城市集聚”，而是具有密切产业联系，甚至处于同一产业创新链条上下游的区域经济组织，在链条上的每一个城市都有明确分工。没有高度发达的创新型产业集群，就没有创新型城市群赖以存在的物质基础条件，产业集群与创新型城市群的高耦合使得城市间的经济流总是向最佳区位流动与组合，打破了原有城市界限和空间结构，密切了中心城市与周边城市的分工与协作，推动了创新型城市群空间上的发展壮大。
创新型城市群与创新型集群的耦合发展也是一种竞合发展机制。在创新型城市群与创新型集群耦合发展的系统中，企业之间、城市之间是一种既竞争又合作的关系。如果竞争多于合作，创新型城市群的耦合度就比较低，甚至不会发生耦合，如果合作多于竞争，企业之间、城市之间就会形成一种竞争关系。提高城市群与产业集群的耦合度，可以避免相关企业之间、城市之间的过度竞争和恶性竞争，形成一股整体合力参与外部市场的竞争，从而把彼此竞争的或有损失变为合作的收益，把“零和博弈”变为“正和博弈”或“正和但可变的博弈”，进而加速系统创新产出的增加。
在创新型城市群与创新型集群耦合发展的系统中，企业和城市是以“互惠互利共赢”为原则的，即各经济主体在追求自身创新产出的同时形成经济体的共同利益，达到个体与群体利益的统一。这一方面是因为，产业集群是由专业化协作连接的企业群体组成的，企业之间密切分工、竞争与合作并存，可以形成竞合关系，使群体收益大于单个企业收益的简单相加，另一方面是由于创新型城市群是由多个城市按照创新链的要求结成的利益共同体，在更大范围内合理配置创新资源和创新要素，打破行政壁垒和市场分割，有利于减少彼此之间的磨擦和群体内的内耗，使城市群体创新的能力大于个体创新能力的总和。
创新型城市群与创新型集群耦合发展会带来创新产出的倍增。从内在本质来看，创新型城市群是一种地域性的“空间生产”和创新场域，一个完善的创新型城市群内具有高效的创新联系系统，包括各城市之间相互支撑与配套的基础设施、文化科技教育服务系统、现代交通、商业物流以及通信联系系统等，这使得创新型城市群内部的创新扩散成本几乎为零，且每个城市都表现出极大的开放性。合理的创新分工构成的创新网络使得各个城市都专注于自己的核心创新环节，迅速而低成本的创新扩散将带来巨大的溢出效应，加速耦合系统内创新资源的积累，从而增加整体创新发生的可能性。
由于乘数效应，产业链上某一环节、产业集群中某一企业创新产出的增加，会引起产业链上其他环节、产业集群中的其他企业创新产出的增加，最终使产业链、产业集群整体创新产出叠加放大或倍增，城市链上、创新型城市群中某个城市创新产出的增加，会引起城市链和城市群整体创新产出叠加放大或倍增，产业链上某一环节、产业群中某一企业创新产出的增加，会引起城市链、城市群创新产出的叠加放大或倍增，城市链上、城市群中某个城市创新的增加，也会引起产业链、产业集群创新产出的叠加放大或倍增，实现单个企业或者产业以及单个城市无法达到的规模效益和联动效益。