Este estudio tiene como objetivo investigar el impacto de las fuentes interiores y del aire exterior en el benzo(a)pireno ligado a partículas en interiores, con un enfoque en identificar las fuentes de emisión y comprender la influencia de las variables ambientales. Para este propósito, recopilamos datos interiores y exteriores sobre PAHs ligados a partículas, contaminantes gaseosos inorgánicos, metales traza, iones, radón y parámetros meteorológicos, lo que resultó en un conjunto de datos integral de 100 variables de un sitio urbano en Belgrado, Serbia. Aplicamos siete algoritmos de ensamblaje de árboles de regresión para interrelacionar las variables junto con seis algoritmos de optimización metaheurística para refinar la precisión y robustez del modelo. Posteriormente, explicamos el modelo de mejor rendimiento localmente utilizando explicaciones aditivas de Shapley y agrupamos variables con impactos similares en grupos distintos. Estos grupos fueron caracterizados sistemáticamente, definiéndolos como configuraciones ambientales que moldean la dinámica del benzo(a)pireno. La configuración que resultó en las concentraciones más altas de benzo(a)pireno en interiores (197% a 297% en relación con el valor esperado) estuvo dominada por emisiones exteriores asociadas con la calefacción residencial y el tráfico (hasta un 140%) y una fuente interior identificada como la cocina. Este enfoque integrado permite una evaluación cuantitativa única de las contribuciones de las fuentes de emisión tanto interiores como exteriores a las concentraciones de contaminantes en espacios interiores, subrayando la importancia de ambas en la configuración de la calidad del aire interior. A diferencia de los métodos tradicionales de atribución de fuentes que asumen una mezcla lineal de fuentes, nuestro enfoque integra interacciones no lineales y variables contextuales, como las condiciones meteorológicas y los contaminantes exteriores, para capturar mejor la dinámica de la calidad del aire interior. Los resultados también destacan la necesidad de realizar más estudios para explorar factores contextuales más amplios y refinar la atribución de fuentes en entornos urbanos complejos.