Hacer frente a la incertidumbre se ha vuelto fundamental para las empresas turísticas; en consecuencia, emergen organizaciones inteligentes como una forma dinámica de adaptarse a los cambios económicos, sociales y ambientales del entorno. El objetivo de este estudio es analizar el efecto de la innovación sustentable en las organizaciones inteligentes en un grupo de empresas turísticas mexicanas. Para ello, se entrevistaron 140 gerentes de hoteles y restaurantes turísticos a través de una encuesta autoadministrada a directivos y gerentes durante el primer cuatrimestre de 2021. Se trata de una investigación con enfoque cuantitativo, diseño no experimental, transversal y de alcance explicativo; además, se utilizó como técnica central la modelación de ecuaciones estructurales por mínimos cuadrados parciales (pls-sem). El estudio resulta relevante para el conocimiento turístico contribuyendo al constructo conceptual de la innovación sustentable y las organizaciones inteligentes, desde la evidencia empírica que permite explicar este fenómeno empresarial. Los resultados evidenciaron que la innovación desde sus dimensiones social, ambiental y económica tiene un alto poder explicativo y predictivo de las organizaciones inteligentes desde su cultura organizacional, estructura organizacional, inteligencia competitiva y gestión del conocimiento. Finalmente, se propone realizar el estudio a un número mayor de empresas mediante un corte longitudinal.