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古典经济学的先驱威廉·配第及同时代的学者提出了一系列的观点和方法，把生产看成一种循环流，不同经济部门间的生产相互联系。之后的法国重农学派的创始人魁奈于1758年发表了《经济表》，进一步发展了这一思想，即把生产看成一个循环过程，以此来描绘再生产过程，他是用图式的办法描绘社会再生产过程全貌的第一人，马克思对《经济表》予以高度评价。亚当·斯密和大卫·李嘉图也接受了生产是循环流的观点。这一阶段的理论对产业关联理论的形成具有重大意义，产业关联理论汲取了古典经济学把整个经济看作一个系统的思想，而且正因为它继承了应用图表来描绘再生产过程的方式，投入产出分析法才应运而生。
产业关联理论主要运用投入产出分析法研究产业之间的技术经济联系。投入产出分析法是由出生于苏联的美国经济学家里昂惕夫在20世纪30年代提出来的，其思想来自魁奈的《经济表》，以及马克思的两大部类再生产理论和瓦尔拉斯（Walras）的一般均衡的市场相互依存理论。对投入产出分析法产生重要影响的是瓦尔拉斯的一般均衡理论。里昂惕夫认为“投入产出分析法是古典的一般相互依存理论在实践上的延伸。这个理论（一般均衡理论）把一个地区、一个国家甚至整个世界的全部经济看作一个单一的系统，并根据可以观察到的基本结构关系描述和解释它的运行”。但一般均衡理论是一种理论上的抽象，无法对实际的经济进行实证性分析。里昂惕夫对一般均衡理论进行了简化，将它转化成为可计算的投入产出模型，用来描述和研究国民经济的均衡。
20世纪50年代以后，随着运筹学、计量经济学和计算机技术的不断发展及其在经济分析中的普遍应用，投入产出分析在方法和应用上也有了新的进展，提出了各种动态投入产出模型，应用范围覆盖了微观、中观和宏观领域，可编制企业、地区的投入产出表，并扩展到国际经济范围，编制国际投入产出表，也可编制用于分析各种特殊问题的投入产出表，如能源、教育、环境污染等投入产出表。1953年，里昂惕夫出版了《美国经济结构研究》一书，采用微分方程组的形式讨论了投入产出动态模型，1970年发表了题为“动态求逆”著名的论文，研究了以差分方程组的形式表达的动态模型。里昂惕夫在1986年出版的《投入产出经济学》一书中，将投入产出理论应用于国民经济核算、国内生产和国际贸易、地区结构的分析等。联邦德国法兰克福大学戈里格等人在1975年开始了利用计算机进行自动编表的研究，20世纪70年代苏联也开始开发用于计算的自动化系统。
中国科学院系统科学所陈锡康在1981年提出了非线性实物模型，并于1991年编制了世界上第一个城乡间的投入占用产出表——《中国城乡经济投入占用产出表》；刘起运提出了对称模型；中国科学院数量与技术经济所张守一等人提出了“嵌入式投入产出表、模型及优化”，用于分析部门最优结构对国民经济其他部门的影响和效益；中国科学院系统科学所薛新伟、王冬等人提出了灰色投入产出理论；1989年，王乃静研究了非线性动态模型；冯保存等人先后研究了模型与模糊数学的结合；1996年，姜照华等人将神经网络理论引入投入产出分析中，并有学者将对策论和随机研究引入投入产出分析中；2000年，薛新伟研究了包含隐性因素的投入产出模型；周振华分析了产业关联的变化，即产业关联的一般基础将由物质流占主导向信息流占主导转变，开辟新的产业关联的传递路径。今天，产业关联理论已成为产业经济学的重要组成部分，其理论研究与实践应用的范围日益广泛。
产业布局理论的渊源可追溯到1826年德国经济学家杜能（Von Thunen）在《孤立国同农业和国民经济的关系》一书中提出的农业区位理论。其后，德国经济学家韦伯（A. Weber）在1909年出版的《工业区位论》一书中系统论述了工业区位理论，由于将追求成本最低作为确定最优产业区位的准则，韦伯也被认为是“成本学派”的主要代表人物。20世纪30年代初，出现了产业布局的市场学派。这一学派认为，产业布局必须充分考虑市场因素，尽量将企业布局在能获得最大利润的区位。在成本学派和市场学派的基础上形成的成本-市场学派主张通过综合分析区位因素确定合理的生产区位。胡佛（Hoover，1936）考察了更加复杂的运输费用结构和规模经济对区位的影响。克里斯塔勒（Christaller，1933）提出用“中心地区理论”来解释城市为什么存在，决定城市发展的因素是什么，它们在区域中的次序排列是如何产生的。受上述各种区位理论的启发，1939年，奥古斯特·勒施（August Losch）出版了《经济空间秩序》一书，在书中，勒施将一般均衡理论应用于经济空间。第二次世界大战后，发展中国家的产业布局问题开始受到重视。其中，较具代表性的研究成果是法国经济学家弗朗索瓦·佩鲁（Francois Perroux）在20世纪50年代初提出的发展极理论，后经补充、发展形成了增长极理论。
产业集聚是产业空间分布上的一个重要现象，马歇尔早在1920年出版的《经济学原理》一书中，就强调大量专业化中小企业地域集中和发展的重要性，是最早用“外部性”解释产业集群的经济学家。按照马歇尔的观点，集聚经济根植于生产过程，企业、机构和基础设施在同一地理区间内的互动联系能够带来规模经济和范围经济，带动专业化劳动力市场的发展，促进专业化技能和投入的集中，共享基础设施和其他区域外部性，使企业能够从各种技术外溢活动中获得好处。20世纪80年代早期，斯科特（Scott）在研究美国洛杉矶的妇女服装产业时，开始将交易成本、劳动分工和产业集聚放在一起考虑。1990年，波特利用“钻石模型”对产业集聚的竞争优势进行了系统分析。1991年，克鲁格曼建立了中心-外围模型，指出制造业的产品运输成本遵循“冰山型成本假说”，当运输成本很低时，所有制造业会集中在同一区域，并成为经济中心，而其他地区只生产农产品，变成外围。空间经济学、地理经济学和新经济地理的分析方法开始运用于产业集聚理论的研究，产业集聚的竞争优势和演进机制也成为区域经济学与产业经济学领域的研究热点。