調整產業結構是實施西部大開發的關鍵。西部大開發10年來，西部地區堅持以市場為導向，從資源特點和自身優勢出發，依靠科技進步，加快結構調整，大力發展特色優勢產業，產業發展規模和水平不斷提高，產業結構趨于優化，自我發展能力不斷提升，為西部地區經濟社會又好又快發展提供了有力支撐。
從全國范圍看，西部地區目前已形成一些具備較強競爭優勢的特色產業。
在特色農產品及加工業方面，西部地區充分發揮獨特的光熱水土資源優勢，積極發展特色優勢農業，一批生產及加工基地正在形成。四川、內蒙古等區域性商品糧生產基地加快建設，新疆優質棉基地播種面積和產量分別占全國的22.9％和32.8％，內蒙古牛奶、羊肉、山羊絨產量連續5年居全國之首，廣西、云南蔗糖總產量占全國的90％，陜西蘋果種植面積和產量均占全國的近四分之一，云南、貴州煙葉播種面積和產量分別占全國的45％和43％。
在優勢資源開發利用方面，西部地區資源開發和深加工業蓬勃發展，能源及化學工業、重要礦產資源開采及加工業在全國占有重要位置，建成了一批天然氣、煤炭、鉀鹽、磷礦、有色金屬等優勢礦產資源開發利用基地。廣西氧化鋁生產基地生產規模占全國的四分之一；甘肅金昌鎳年產量占全國總產量的90％；青海柴達木100萬噸鉀肥、新疆羅布泊120萬噸鉀肥項目相繼建成投產；新疆、青海、陜甘寧、川渝成為我國重要的石油天然氣生產基地，新疆獨山子1000萬噸煉油和百萬噸級乙烯、四川彭州1000萬噸煉油、廣西欽州1000萬噸煉油項目相繼開工建設。
在裝備制造業方面，西部地區積極運用先進適用技術和高新技術改造提升傳統產業，重大裝備制造研發設計、核心元器件配套、加工制造和系統集成的整體水平明顯提高，形成了重慶、成都、西安、烏魯木齊、德陽重大電力裝備及特高壓輸變電設備生產基地，西安、重慶、包頭、柳州、天水重型工程機械裝備和大型鑄鍛件加工生產基地，四川、甘肅核電裝備生產基地，重慶、成都、西安、柳州汽車及新型摩托車生產基地。
在高技術產業方面，西部地區積極發展航空航天、新能源、新材料、生物工程、電子信息等高技術產業，形成了西安閻良航空航天產業基地，重慶、昆明、南寧國家生物產業基地，成都、安順民用航空航天產業基地，金昌、寶雞新材料基地，西安、成都軟件產業基地。楊凌高科技農業示范區作用進一步發揮，推動農業先進實用技術和優良品種推廣應用。
在現代服務業方面，西部地區運用現代經營方式和服務技術，改造傳統服務業，大力發展現代服務業。商貿流通、信息服務、金融保險、教育培訓、衛生保健、法律服務等快速發展。尤其是旅游業，現已成為西部地區重要的經濟支柱和富民產業。古絲綢之路、長江三峽、香格里拉、西北大漠、青藏高原等一批旅游景點逐步成為世界知名旅游精品。從2002年到2008年，西部12省區市旅游總收入從1656億元增加到5279億元，增長219％，年均增長24.5％，高于同期12省區市GDP增長率。
10年來，西部地區產業結構調整步伐不斷加快。1999年，西部地區三次產業結構為23.8∶41.0∶35.2；2008年，則調整為15.6∶48.1∶36.3,不斷趨于優化，第一產業在總量增加的同時，所占比重下降了8.2個百分點；第二產業所占比重上升了7.1個百分點，工業化水平進一步提高；第三產業在比重持續提高的同時，質量和水平也在不斷提高。
統計顯示，2008年，西部地區實現工業增加值2.25萬億元，較1999年年均增長22.96％，工業增加值占GDP的比重由19.5％提高到38.7％，工業拉動GDP增長由不足2％提高到10.4％，對GDP增長的貢獻率由25.7％提高到47.7％；實現服務業增加值2.12萬億元，年均增長為16.4％。特色優勢產業的快速發展有力地推動了西部地區經濟的發展。
