中国经济进入新时代，产业转型升级是高质量发展的核心和关键。文章将高铁途经城市的站点开通视为一个准自然实验，采用多期双重差分方法实证检验了交通基础设施改善对产业结构升级的影响及作用机制。研究发现：从总体上看，交通基础设施改善能够显著提升当地产业结构的合理化和高级化水平，在考虑了一系列可能干扰估计结果的因素后结果仍然稳健。进一步的中介效应检验发现，交通基础设施改善显著促进了要素在城市间的流动，并通过规模经济效应、技术创新效应和资本劳动配置优化这三种效应的发挥推动了产业结构升级。其中，规模经济效应对产业结构合理化和高级化的贡献最大，技术创新和资本劳动配置效应次之。异质性检验和机制分解结果表明，交通基础设施改善对经济发展水平和基础较好的城市的产业结构高级化的推动作用更显著，且产业结构的高级化变动主要源于城市间资源的优化再配置；而经济发展基础相对较差的城市在高铁开通后主要受益于城市内资源的优化再配置，产业结构的合理化水平有更显著的提升。因此，要继续通过发展和优化高铁网络来提高资源配置效率，以改革创新深度挖掘和持续释放高铁开通的资源再配置效应，为经济发展新常态下的产业结构升级和高质量发展提供支撑力量。