Cet article étudie les externalités de recherche verticales entre des firmes en amont et des firmes en aval. Il y a deux industries verticalement reliées, avec des externalités horizontales au sein de chaque industrie et des externalités verticales entre les deux industries. Quatre structures de coopération en R&D sont considérées: pas de coopération, coopération horizontale, coopération verticale, et coopération horizontale et verticale simultanément. Les externalités verticales augmentent la R&D et le bien-être, alors que les externalités horizontales peuvent les augmenter ou les diminuer. La comparaison des structures de coopération en terme de R&D révèle qu'aucune structure ne domine uniformément les autres. Le classement des structures de coopération dépend des externalités horizontales et verticales, et de la concurrence. Le classement dépend des signes et magnitudes de trois externalités concurrentielles (verticale, horizontale et diagonale) qui captent l'effet de la R&D d'une firme sur les profits des autres firmes. Un des résultats de base de la littérature sur l'investissement stratégique est que la coopération entre concurrents augmente (diminue) la R&D lorsque les externalités horizontales sont élevées (faibles); le modèle montre que ce résultat n'est pas toujours vérifié en présence des externalités verticales et/ou de la coopération verticale. Le papier propose une théorie reliant le degré d'innovation à la structure du marché: la relation entre la concurrence et l'innovation dépend des externalités horizontales, des externalités verticales et de la structure de coopération. Les incitations privées à la coopération en R&D sont examinées; on montre que les vendeurs et les acheteurs ont des préférences différentes quant au choix de structure de coopération et que les externalités augmentent la vraisemblance de l'émergence décentralisée de la coopération.