本文基于跨国直接投资的知识资本模型，建立了双边自由贸易协定（FTA）影响双边外国直接投资（FDI）的完整分析框架，并从影响FDI的因素入手，梳理了FTA可能影响FDI的渠道和机制，即贸易成本效应，投资规则效应和市场规模效应。FTA将通过贸易成本效应促进垂直FDI和约束水平FDI，并通过投资规则效应和市场规模效应促进垂直FDI和水平FDI。因此，对于竖直的FDI，双边FTA将起到明显的促进作用。对于水平FDI，FTA的影响取决于正投资规则效应、市场规模效应和负贸易成本效应之间的竞争。本文选取1996年至2017年26个发达国家和34个发展中国家的双边投资数据进行实证检验。研究结果表明，自由贸易区的建设可以促进或阻碍引进外资和外商投资，但通过合理设置内容可以减少或避免对外商投资的不利因素。具体而言，中国与发达国家签署的自由贸易协定将促进双边直接投资。自由贸易协定与发展中国家签署的协议可能会促进或阻碍双边FDI。因此，在FTA谈判中应权衡贸易成本效应和投资规则效应，更高标准的投资条款可以使其对双边FDI产生积极影响。