Purpose – This study aimed to analyze the impact of innovation and sustainable governance on the socio-environmental performance of companies in the Brazilian capital market, with a methodological focus on the companies listed on the Corporate Sustainability Index (ISE). Design/methodology/approach – The study is descriptive in nature, with a quantitative approach, using documentary data sources, and employed four multiple linear regression models to analyze the relationship between the variables. Findings – The results revealed a significant influence of innovation and sustainable corporate governance on the social and environmental performance of the listed companies. It was demonstrated that sustainable governance and investments in innovation are capable of improving organizational socio-environmental performance. Overall, sustainable governance and innovation had a more significant impact on social performance than environmental performance, indicating a stronger alignment with the social pillar of sustainability in the context analyzed. Research Practical & Social implications – The contributions of this study reach different stakeholders, with a potential to assist companies in improving their sustainability approaches, considering governance and innovation aspects. Furthermore, the study also contributes to the state of the art in the field of research on governance, innovation and socio-environmental performance in the context of Brazil and emerging economies. Originality/value: It is noteworthy that no other analyses investigating the impact of innovation and sustainable corporate governance performance on socio-environmental performance in the context of the ISE were identified. In this sense, the research reinforces the understanding of the relationship between sustainable corporate governance, innovation, and socio-environmental performance. Objetivo – O estudo teve como objetivo analisar o impacto da inovação e da governança sustentável no desempenho socioambiental em empresas do mercado de capitais brasileiro, com foco metodológico nas empresas listadas no Índice de Sustentabilidade Empresarial (ISE). Metodologia – O estudo é de natureza descritiva, abordagem quantitativa, e utiliza fonte de dados documental, com a aplicação de quatro modelos de regressão linear múltipla para análise da relação entre as variáveis. Resultados – Os resultados evidenciaram uma influência significativa da inovação e da governança corporativa sustentável no desempenho socioambiental das empresas listadas. Foi demonstrado que a governança sustentável e os investimentos em inovação são capazes de melhorar o desempenho socioambiental das organizações. De um modo geral, a governança sustentável e a inovação tiveram um impacto mais significativo no desempenho social do que no desempenho ambiental, indicando um maior alinhamento com o pilar social da sustentabilidade no contexto analisado. Implicações Práticas e Sociais da Pesquisa – O estudo possui contribuições para distintos stakeholders, com potencial para auxiliar as empresas no aprimoramento de suas abordagens de sustentabilidade, considerando aspectos de governança e inovação. Além disso, o estudo também contribui para o estado da arte no campo de pesquisa sobre governança, inovação e desempenho socioambiental no contexto do Brasil e de economias emergentes. Originalidade – Vale ressaltar que não foram identificadas outras análises que investigassem o impacto dos desempenhos em inovação e governança corporativa sustentável no desempenho socioambiental no contexto do ISE. Nesse sentido, a pesquisa reforça o entendimento da relação entre governança corporativa sustentável, inovação e desempenho socioambiental.