앞서 살펴본 기술혁신패턴 관련 이론들은 주로 산업 내 기술발전과 이에 대응하는 기업 단위의 활동에 초점을 맞추고 있다. 즉, 기술과 조직의 공진화 과정을 살펴봄으로써 산업혁신을 이해하고 있다. 하지만 기술발전의 궤적에 영향을 미치는 또 다른 요소는 제도이다. 산업혁신시스템(Sectoral Innovation System, SIS)은 Malerba(2002)가 Pavitt의 기술혁신패턴을 고려하여 Nelson 등의 국가혁신체제 (National Innovation System, SIS) 개념을 산업차원에서 재정의한 것이다. 산업혁신시스템은 산업에 직간접적으로 참여하고 있는 주체(기업, 공공연구조직, 정부 등)의 역량과 역할 및 이들 간의 상호작용에 있어서 제도가 미치는 영향에 주목하고 있다. 즉, 조직과 제도와의 공진화에 초점을 맞추고 있으며, 조직을 다양한 혁신주체의 관점 에서 접근한다는 면에서 기술혁신패턴과 차별성을 갖고 있다. 산업혁신시스템에서 주요하게 다루어지는 변수로는 혁신기업의 규모, 혁신조직의 특성, 위치, 외부 혁신원천, 혁신의 방향성, 수요자 요구조건 등이 있다. 국가혁신시스템을 비롯한 다양한 혁신시스템 이론은 기본적으로 혁신주체와 제도 간의 정합성을 중요한 요소로 간주하기 때문에 혁신역량 제고를 위한 정책적 시사점을 제시한다는 점에서 유용하다. 하지만 세 부적인 기술발전궤적을 자세히 다루지 않아 구체적 전략 도출이 어렵다는 한계도 가지고 있다.
앞서 언급한 기술혁신패턴 이론들은 기술과 조직의 공진화 과정에 의거해 산업혁신을 이해하고 있는 반면, 산업혁신시스템은 국가혁신체제 개념을 산업차원에서 재정의한 것으로 산업 관련 주체에게 제도가 미치는 영향에 주목한다는 점에서 차별성을 가진다. 이는 혁신역량 제고를 위한 정책적 시사점을 제공하면서도 구체적인 전략 도출을 어렵게 하는 한계를 가진다. 