El crecimiento explosivo de la industria del turismo ha desencadenado graves problemas de emisiones de carbono, lo que convierte la mejora de la eficiencia de carbono en el turismo (TCE) en una preocupación urgente para lograr un desarrollo turístico sostenible. La aplicación generalizada de la inteligencia artificial (IA) en el turismo presenta nuevas oportunidades. Este estudio aplica la teoría de la Curva de Kuznets Ambiental (EKC) para examinar las vías y mecanismos del impacto de la IA en la TCE, con un enfoque en China. Los hallazgos revelan que la IA mejora significativamente la TCE, donde las mejoras en la productividad laboral del turismo, la racionalización de la estructura de la industria turística y los avances en la tecnología turística son los mecanismos clave. Las pruebas de heterogeneidad indican que la IA aumenta sustancialmente la TCE en las regiones desarrolladas del este y en áreas con dotaciones de recursos turísticos deficientes. Además, la IA exhibe efectos de derrame espacial significativos, mejorando la TCE tanto en las regiones locales como en las vecinas. Estos hallazgos proporcionan implicaciones políticas cruciales para utilizar la IA para promover la industria turística sostenible de China.