Las empresas Especializadas, Refinadas, Diferenciadas e Innovadoras (SRDI) son cruciales para el desarrollo económico de China. Es importante examinar cómo las combinaciones de diversos factores impactan el rendimiento de la innovación radical de las empresas SRDI para promover un desarrollo económico regional de alta calidad. Basado en el marco de Tecnología-Organización-Medio Ambiente (TOE), este estudio seleccionó empresas SRDI como muestras de investigación, utilizó un algoritmo de agrupamiento jerárquico para dividir las empresas en grupos según las características de las empresas SRDI, y empleó un algoritmo de árbol de clasificación y regresión (CART) para revelar las complejas relaciones no lineales entre las combinaciones de múltiples factores clave influyentes y el rendimiento de la innovación radical a partir de datos masivos de múltiples fuentes. Los hallazgos indican que (1) hay variaciones significativas en los factores que afectan el rendimiento de la innovación radical de diferentes tipos de empresas SRDI; (2) el rendimiento de la innovación radical de las empresas SRDI proviene de la interacción sinérgica entre varios factores; y (3) el impacto de la inversión en I+D en la innovación radical no es simplemente lineal. Este estudio captura efectivamente las complejas relaciones no lineales entre combinaciones de múltiples factores influyentes y el rendimiento de la innovación radical. Tiene una gran importancia práctica para revelar las vías de mejora del rendimiento de la innovación radical de las empresas SRDI y para aumentar su capacidad de innovación.