La innovación tecnológica de las industrias de alta tecnología se ha convertido en un apoyo importante para la estrategia impulsada por la innovación. Este estudio introduce la sinergia del ecosistema de innovación como una variable moderadora desde una perspectiva sistémica y holística, basada en la perspectiva tradicional de la entrada-salida de factores de innovación, y ayuda a construir un modelo de impulso del rendimiento de la innovación tecnológica basado en la función de producción de conocimiento de Cobb-Douglas, lo que enriquece la perspectiva de discusión y la investigación del modelo teórico sobre el rendimiento de la innovación tecnológica. Con una muestra de 28 provincias en la China continental, este estudio analizó empíricamente el mecanismo moderador del rendimiento de la innovación a través de la sinergia de innovación en las industrias de alta tecnología durante las dos etapas del desarrollo tecnológico y la transformación tecnológica. Los hallazgos del estudio son los siguientes: (1) La investigación y desarrollo independientes tienen un impacto positivo y significativo en el rendimiento del desarrollo tecnológico; la innovación de productos tiene un impacto positivo y significativo en el rendimiento de la transformación tecnológica; (2) La introducción de tecnología puede debilitar el rendimiento del desarrollo tecnológico debido a la dependencia tecnológica y el efecto inhibidor sobre la innovación independiente, y la renovación tecnológica ineficiente puede afectar negativa y significativamente el rendimiento de la transformación tecnológica; (3) El grado de sinergia tiene un impacto positivo y significativo en el rendimiento de la innovación del desarrollo tecnológico y la innovación de transformación tecnológica. El grado de sinergia tiene un efecto moderador positivo en el rendimiento de innovación de I+D independiente y desarrollo tecnológico, así como en la innovación de productos y renovación tecnológica, y un efecto moderador negativo en el rendimiento de innovación de introducción de tecnología y desarrollo tecnológico, pero no tiene un efecto moderador significativo en el rendimiento de renovación tecnológica y transformación tecnológica. Los resultados de la investigación pueden proporcionar una referencia para la mejora del rendimiento de la innovación tecnológica de las industrias regionales de alta tecnología.