张之洞在长期洋务实业建设中，逐渐形成一套超越中古的、完整的近代产业结构思想，并将其贯彻到自己的经济实践中去。这正是他不同于单纯的企业家和书斋中的经济思想家的卓异之处。
张之洞以系统联系的观点来看待工、农、商、交通诸业相互制约又相互促进的产业结构关系。他论道：”农之利在畅地产，工之利在用机器，商之利在速行程、省运费”，“然必将农工商三事合为一气贯通讲求，始能阜民兴利”。“农、工、商三事互相表里，互为钩贯。农瘠则病工，工钝则病商，工聋替则病农，三者交病不可为国矣”。张之洞还十分重视交通事业、尤其是铁路在国民经济运行系统中的纽带和“气脉”作用，他说：“有一事而可以开士农工商兵五学之门者乎？曰：有。铁路是已。……农有铁路，则土苴粪壤，皆无弃物；商有铁路，则急需者应期，重滞者无阻；工有铁路，则机器无不到，矿产无不出，煤炭无不敷。”他形象地称铁路之于国民经济有如气脉之于人身，“气脉畅通而后有运动”，交通发展而后有经济振兴。
一般地泛泛而论农、工、商、交通的系统联系，古代思想家也能做到。而具体论证以大机器工业为重心，以农业为基础，以商业、交通为纽带的近代经济产业结构关系，则是跨越中世纪的思想产物。张之洞在这方面的认识，走在时代的前列。
要而言之，张之洞跨越中古的产业结构思想，建立在对产业功能的近代认识的基础之上。他对中国古己有之的农、工、交通诸业，都得出符合时代发展趋势的产业功能新认识，并以此为根据，来确定它们在国民经济运行系统中所处的不同地位。
张之洞力辟“以农为本”的传统经济观念，将大力发展近代大机器工业，作为“富民强国之本”。他在考察西洋诸强崛起的原因之后论道：“世人多谓西国之富以商，而不知西国之富实以工”。他认为传统的“农本”思想无力扭转中国的贫弱现实，“中国生齿繁而遗利少，若仅持农业一端，断难养赡，以后日困日蹙，何所底止！故尤宜专意为之（指大兴工艺——引者），非此不能养九州数百万之游民，非此不能收每年数千万之漏卮”。又说：“欲养穷民，查荒地不如劝百工；欲塞漏卮，拒外人不如造土货”。
张之洞在这里鼓吹的“劝百工”，“造土货”，并非复兴传统的手工作坊式工业，而是开创全新的近代机器大工业。而以机器大工业取代手工生产，正是中世纪跨入近代社会的最显著的物质标志。从手工工场向工厂过渡，标志着技术的根本变革，随着这个技术变革而来的必然是社会生产关系的剧烈变化。中国在十九世纪六十年代以前，还没有出现这种生产方式的“根本变革”。直到洋务运动兴起，在“西方秘巧”的启迪下，曾国藩、左宗棠☆鸿章才开始热衷于近代工业，创办了一批中国最早的机器工厂，不自觉地触发了生产方式的“根本变革”，给予中国历史以深刻而久远的影响。还在同治四年（1865 年），李鸿章便说：“机器制造一事，为今日御侮之资，自强之本。……洋机器于耕织、印刷、陶植诸器皆能制造，有稗民生日用，原不专为军火而设。妙在借水火之力，以省人物之劳费”。他还说：“臣料数十年后，中国富商大贾，必有仿造洋机器制作自求利益者，官法无从为之区处”。这些言论代表了洋务派对机器生产的认识：既看到了机器的巨大生产力，又耽心民间掌握机器，政府便无法驾驭。于是他们力图垄断机器工业，“随时设法羁縻”。张之洞作为后起的洋务巨擘，也十分重视机器工业，将其置于发展国民经济的头等重要地位。他否定早期改良派思想家郑观应等人的”以商立国论”，批评“世人皆言外洋以商务立国，此皮毛之论，不知外洋富民强国之本，实在于工”。针对郑观应等人“士农工为商助”的观点，张之洞明确强调，“工者，农商之枢纽也。内兴农利，外增商业，皆非工不为功”。人类近代社会的历史证明，突出大机器工业在国民经济结构中的主导、重心地位，是振兴国家民族的必由之路。只有物质财富的创造达到相当的丰裕程度，流通才可能繁荣，而物质财富创造的质、量两方面的飞跃，又都必须依赖于大机器工业的充分发展。显然，“以工为本”的认识，符合人类经济运动和近代社会发展的基本规律，是张之洞经济思想中最具近代色彩和积极意义的组成部分。而他据此认识而全力拓展的机器工业建设，成为中国近代工业史上的耀眼篇章，他本人也因而成为中国重工业的最重要的奠基人之一
张之洞还注意到工业体系内部各部门间的关系协调、共同发展问题，他把这称为“自相挹注”。在一份奏折中，张之洞报告：“以湖北所设铁厂、枪炮厂、织布厂自相挹注，此三厂联成一气，通盘筹划，随时斟酌，互相协助，必能三事并举，各睹成功”。他的设想是以纺织业的赢利去弥补冶金、军事工业的亏耗，“以布局与铁政局联成一气，协济铁厂经费”。以轻工业的盈利作为发展重工业的重要资金来源，符合经济运动的自身规律，因而是近代各国工业发展的共同做法。就此而言，张之洞的“自相挹注”论，具有一定的科学成分。但是，在实际做法上，张之洞却是抽织布局的股本去应铁厂的急需，甚至在纱厂尚未开工的情况下，即运用行政力量拨调纱厂所收股票银去补贴铁厂之用，这就从根本上改变了“自相挹注”的性质，资金的挹注变成了股本的挪用。这不仅未收到诸事并举，“各睹成功”的效果，反而是相互牵扯，两败俱伤。究其原因，则在张之洞的“自相挹注”论，并非建立在自觉认识近代工业发展客观规律的基础之上，而是出于解决资金短绌之苦，“不致再请部款”的短期目的。因而一旦铁厂急需出现罅漏，便“拆东墙补西墙”，干出违反经济规律的蠢事。这正反映了张之洞经济思想的非科学的一面。
张之洞虽然不赞成“以商立国”，但他却十分重视商业在国民经济系统中的重要地位，对它的产业功能提出接近科学的看法。他分析商业与工业的关系为”相因而成”，“工有成器，然后商有贩运，是工为体，商为用也”。首先是物质财富的创造，然后才可能有流通领域内的繁荣。前者是后者的必要基础和前提条件，张之洞将这一思想又表述为“百工化学机器开采制造为本，商贾行销为末”。正是基于这种认识，张之洞才反对“以商立国”的经济战略构想，而始终把优先发展大机器工业，置于压倒一切的地位。
另一方面，张之洞对于商业流通反作用于工业生产的积极能动作用，也有比较清晰的认识。他认为，这种反作用的体现之一，是通过“货畅其流”来促进、刺激工业生产的规模扩大，产量提高。“货畅路快，运商多，则业此工者自多，制此货者日精。故必商学既博则工艺自盛，若无运商，无销路，则工亦安以劝哉！”他总结出一条规律：“官不能劝工，惟商乃能劝工耳”。这是对商品经济的巨大能动作用的承认，显示了其经济思想的近代性。
张之洞认识到商业流通反作用的体现之二，是通过商业来搜集交换、流通领域内的市场信息，反馈给工业企业，以提高产品的适销对路程度和市场竞争能力。“其精于商术者，则商先谋之，工后作之。先察何器利用，何货易销，何物宜变新式，何法可轻成本，何国喜用何物，何术可与他国争胜，然后命工师思新法，创新器，以供商之取求。”张之洞据此提出，在生产应顺从市场规律的意义上，应该是“商为主，工为使也”。
正因为张之洞认识到生产与流通的关系既有“工为体，商为用也”的一面，又有“商为主，工为使也”的另一面，“二者相益，如环无端”，所以他在优先考虑发展机器工业的同时，也十分重视促进商业的繁荣，以期实现工商互利，共同发展。他建议新创设的商部“讲商学，定商律，开商会、恤商情”，同时身体力行，在湖广任所内采取办商务报、开商务学堂，设商务公所、立商会等一系列措施以发展商业，”于鄂省商人一方面劝导，一方面奖进，而其要归，在期望商人破除旧习，具有世界之眼光，发挥商战能力，俾能挽回利权，地方益臻繁盛。”在他的努力之下，湖北商业迅即发展，光绪三十四年（1908 年），汉口的“贸易年额一亿三千万两，夙超天津，近凌广东，今也位于清国要港之第二，将进而摩上海之垒，使观察者艳称为东洋之芝加哥。”
农业是中华民族历史最悠久的传统产业之一，“农本”思想根深蒂固。直至十九世纪末，维新派的领袖人物康有为仍然鼓吹“天下百物皆出于农”，“万宝之原，皆出于土，故富国之策，咸出于农。”张之洞虽然亦多次论及“利民之事，以农为本”，“中国养民急务无过于此”，“窃为富国之道，不外农工商三事，而农务尤为中国之根本”，但他对于农业的产业功能及其在国民经济系统中的地位与作用的认识，又有诸多富于近代色彩的新内容。
之洞认为，“田谷之外.林木果实，一切种植，畜牧养鱼，皆农属也。生齿繁，百物贵，仅树五谷，利薄不足以为养”。这表达了他大力发展商品农业，以为工业提供原料，促进民富国强的新式农政思想。他批评道：“丝茶棉麻四事，皆中国农家物产之大宗也。今其利尽为人所夺，或虽有其货而不能外行，或自有其物而坐视内灌，愚懦甚矣。”为了改变这种状况，他积极操持引进美国优良棉种，兴办蚕桑局等事务，甚至亲自过问玉米芯加工之事，致电驻俄公使，问询所需机价及工艺方法，以期“化朽为奇”，“为民间开此风气”。
为了使农业生产的水平适应方兴未艾的近代工商业发展的需要，为工业提供充足的原料，为商业拓宽广阔的市场，张之洞大力鼓吹引进西方先进的农事耕作方法和技术，他提出，传统农业水平低下的根本原因是：“大凡农家率皆谨愿愚拙，不读书识字之人。其所种之物，种植之法，止系本乡所见，故老所传，断不能考究物产，别悟新理新法。”尤其令人担忧的是，“近年工商皆间有进益，惟农事最疲，有退无进”，“昔之农患惰，令之农患拙。情则人有遗力，所遗者一二；拙则地有遗利，所遗者七八”。长此以往，地利尽遗，不仅农业凋敝，而且将严重影响工、商业的进步。为了扭转这种局面，张之洞主张向农民宣传农业科学原理，“养土膏，辨谷种，储肥料，留水泽，引阳光，无一不需化学”，教会他们使用新式农具，“凡取水、杀虫，耕耘、磨砻，或用风力，或用水力，各有新法利器，可以省力而倍收，。他又开设农务学堂，“招集绅商士人有志讲求农学者入堂学习，研求种植畜牧之学”，以“各县乡绅有望者。
富室多田者，试办以为之倡，行而有效，民自从之。”由于种种原因，张之洞的上述农政思想未能取得明显的成效，但提高农民文化素质，推广先进农业科技的思路，对于中国农业由传统型向近代型的艰难变革，仍不失为一种积极的探索，留下有价值的思想资料。
物质与信息传递的飞速增长，是近代社会的最突出特征之一。交通事业的崛起，因此成为近代社会产业结构有别于中古社会的重要象征。在创办”洋务”的过程中，张之洞真切体会到发展交通的极端重要性，对于这一全新产业的特殊功能，得出超过时人的远见卓识。这在他有关铁路建设的论述中，得到最显著的体现。
十九世纪八十年代，清廷内部围绕修建铁路问题屡起争议。守旧势力以“资敌、扰民、失业”力借口，反对筑路，而主张筑路的一派，意见亦多分歧。主持海军衙门的奕譞完全从军事目的着眼铁路事业，他说：“刨修铁路之本意，不在效外洋之到处皆设，而专主利于用兵。”李鸿章请试办京津铁路，也主要从运兵考虑，而翁同和却对“铁路纵横于西苑”忧心种种，主张试筑铁路于边境地区，以利运兵。御史徐会洋又建议改修山东德州至济宁线，以利漕运。正当议论纷纷，莫衷一是之际，张之洞连上系列奏折，全面论证铁路之效用，主张于腹地修路。
张之洞认为：“铁路之设，有形之利在商，无形之利在国，有限之利在路商，无限之利在四民。运费栈租，此有形有限之利也，征兵、转饷、通商、惠工、畅土货、出矿产、增课税、省差徭、广学识、开风气、速政令，去壅蔽，此无形无限之利也。”较之铁路仅利兵运、漕运的偏狭之见，张之洞的看法显然要全面、深刻得多。基于铁路之利以通土货、厚民生、开风气为最大的考虑，张之洞提出选择线路的标准，“必须行远旁通，两端起止皆系繁盛之区，方可输转百货，萃集行旅，增多厘税。种种利益由此而生，若两端阻滞而置铁路于其中，则商旅无从趋赴，百货无从进行，徒有造路养路之费而无其益。”根据这一标准，他力排众议，提出首先应修筑芦沟桥至汉口的腹地干线。在致总署的电报中，张之洞进一步论证修筑此路的意义：
窃谓芦汉一路，乃中国全路之大纲。将来南抵粤海，北接吉林，中权扼要在此，生发根基亦在此。气势畅通全局自振，运载之利尤其末也。……论近效则联中国各省之气脉，论远效则通欧洲各国之转运，但患路工之不速，不患路利之不丰。
由此可见，张之洞视铁路为国民经济之“气脉”的思想，业已形成。在稍后撰成的《劝学篇》中，他又专辟“铁路”一节，将其列于“开士农工商兵五学之门”的至关重要地位，又归纳铁路交通的两大效能，一曰省日力，二日开风气。虽然他所谓的铁路一开，则“吏治不壅，民隐不遏，驿使不羁，差摇不扰，灾歉不忧，皆相因而自善”，未免过于理想化，但他视铁路为国民经济之“气脉”的认识，却符合近代社会的生产、交换、消费、分配诸领域都离不开铁路纽带联结以协调发展的基本事实，这也正是他后半生力排万难，修筑芦汉路、筹办粤汉路，直至临终之际，“尤惓惓于铁路”的认识基础。
铁路之外，张之洞对公路建设也十分重视。他说：“查利民之方，修路即为要义，必须运载迅速，信息灵便，人货流通，则 市日增，民生日富”。他在山西任内修筑晋冀通道。移督两广，又将开通道路作为开发海南岛的前驱工程。总督湖广、两江期间，于市政马路建设尤多致力。这些都是他近代交通思想的体现。