包头市属于水资源严重缺乏的城市，水资源短缺已成为制约经济社会发展的重要因素。文章从水资源高效利用的角度出发，认为通过产业结构的不断调整和经济增长方式的转变来合理配置水资源，是包头市未来发展的重要保障。本研究构建包头市水资源约束条件下产业结构优化的多目标规划模型，利用NSGA-II对模型进行求解给出包头市未来产业结构调整以及用水结构调整的方向，并指出影响包头市未来发展的关键因素。最后给出促进包头市水资源合理、有效利用的建议。