Este artículo tiene como objetivo analizar la innovación en producto orientada hacia la sostenibilidad en una empresa del segmento químico. Para atender el objetivo fue realizado un estudio de caso cualitativo con características exploratoria y descriptiva en una empresa que tiene su matriz en Rio Grande do Sul. Los datos se recolectaron por medio de 10 entrevistas semiestructuradas con los gestores y otros documentos puestos a disposición. Los datos fueron analizados por medio de un análisis de contenido cualitativo con apoyo del software NVivo. Este estudio destaca como contribución para su área de conocimiento que para el desarrollo de la innovación en producto orientada hacia la sostenibilidad es preciso utilizar modelos de innovación estructurados, constituidos por etapas y procesos, para así constituir rutinas que asociadas a los elementos da innovación sostenible, denominados en esta investigación como (a) pilares de la sostenibilidad, (b) alianzas, (c) herramientas y procesos, (d) ciclo de los productos y servicios, (e) sensibilización para sostenibilidad/cultura para la innovación sostenible, son capaces de ampliar el alcance de actuación de la innovación, más allá del enfoque económico, para actuación en los pilares ambiental y social.