In der Literatur existiert eine ganze Reihe von verschiedenen Ansätzen, die das Phänomen der Innovation und des technischen Fortschritts erklären und an dieser Stelle vorgestellt werden sollen. Diese teilweise verbal, teilweise mathematisch formulierten Modelle stehen allerdings nicht in einem Rivalitätsverhältnis zueinander, sondern sind eher als komplementär zu betrachten, die alle ihren spezifischen Beitrag zum Verständnis des Innovationsgeschehen leisten [MIMA91].

Zu den Klassikern der Innovation zählt unter anderem Marx, der in seinen Werken immer wieder auf den technischen Wandel aufmerksam machte und die Wissenschaft als eine notwendige Voraussetzung für neue Produkte oder Prozesse identifizierte [GRUP97]. Ebenso Schumpeter, der mit seinem Verständnis der Innovation das heutige Bild maßgeblich geprägt hat. In seinem Werk "Theorie der wirtschaftlichen Entwicklung" von 1911 legte er den Grundstein für die moderne Innovationsforschung und unterscheidet zwischen wirtschaftlichem Wachstum und wirtschaftlicher Entwicklung. Wirtschaftliches Wachstum bezeichnet lediglich "das bloße Wachstum der Wirtschaft, wie es sich in Bevölkerungs- und Reichtumszunahme darbietet" [SCHU11]. Die wirtschaftliche Entwicklung dagegen ist eine "fundamentale Veränderung in der Sphäre der Produktion" [SCHU11], die zu "spontanen und diskontinuierlichen Veränderungen der Bahnen des (Wirtschafts-) Kreislaufs" [SCHU11] führt. Ursache der wirtschaftlichen Entwicklung sei eine diskontinuierliche, spontane Durchsetzung neuer Kombinationen von Produktionsmitteln. Diese Umwälzung des Produktionsapparates bezeichnet Schumpeter als Innovation [SCHU11].

Im neoklassischen Verständnis der Innovation nach Hicks (The Theory of Wages) wird die Herkunft des technischen Fortschritts nicht expliziert erklärt und sorgt für einen technologisch bedingten Sprung in der Produktionsfunktion. Je nach Art der hier im Fokus stehenden Prozessinnovation werden die Fälle neutraler, arbeitssparender und kapitalsparender technischer Fortschritt unterschieden. Arrow (1962) untersucht den Einfluss der Marktstruktur auf die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten (F&E-Aktivitäten) der Unternehmen, indem er die Innovationsanreize für eine Prozessinnovation bei Monopol und vollständiger Konkurrenz vergleicht. Der Innovationsanreiz besteht in dem Gewinn, der durch die Innovation dem Innovator zufließt. Als Ergebnis konnte Arrow zeigen, dass der vollkommende Wettbewerb gegenüber dem Monopol einen größeren Innovationsanreiz bietet [GRUP97]. Ein weiterer Vertreter der neoklassischen Innovationsmodelle ist das entscheidungstheoretische Modell von Kamien und Schwartz (1982), die auf eine Optimierung der Entwicklungsdauer einer Innovation abzielen und gleichzeitig untersuchen in welcher Marktform die Innovationsaktivitäten aufgrund des Wettbewerbsdrucks ausgeprägter sind. So liegt das Maximum der Innovationsaktivität bei einer Wettbewerbsintensität, die zwischen dem Monopol und dem Polypol liegt [SCHW92]. In Fortführung des entscheidungstheoretischen Modells ist das spieltheoretische Modell von Dasgupta und Stiglitz (1980) zu nennen, das gegenseitige Abhängigkeiten der F&E-Entscheidungen der Unternehmen berücksichtigt und auf die Identifikation der Marktstruktur abzielt, die zu einem gesellschaftlich optimalen Umfang von F&E führt [GRUP97]. Das Modell simuliert Patentrennen, dessen Gewinner ein Monopolvorsprung erhält. Als Weiterentwicklung dieses Modells ist der Ansatz von Levin und Reiss (1984) zu nennen, der jetzt auch produktbezogenen F&E und Spillovereffekte berücksichtigt. Zusammenfassend zeigen die neoklassischen Innovationstheorien verschiedene Entscheidungskalküle im Innovationswettbewerb auf und liefern so ein analytisch geschärftes Verständnis für spezielle Aspekte des Innovationsgeschehens [SCHW92].

Einen weiteren makroökonomischen Zweig des neoklassischen Innovationsverständnisses bildet die neoklassische Wachstumstheorie von Solow (1957), der den technischen Fortschritt als Verschiebung der Produktionsfunktion modelliert, indem neben Kapital und Arbeit als dritter Faktor die technische Fortschrittsrate in die makroökonomische Produktionsfunktion einfließt. Im Unterschied zu Solow müssen in den Modellen der neuen Wachstumstheorie für den Erwerb des technologischen Wissens Mittel aufgewendet (Humankapital) werden. Als Vertreter der neuen Wachstumstheorie gelten das Skalenertragsmodell von Arrow (1962) und das 2-Sektoren-Modell von Romer (1990).

Als Alternative zum neoklassischen Wirtschaftsverständnis sind die Institutionen- und evolutionsökonomischen Ansätze zu nennen, die den Entwicklungsgedanken betonen und die Gleichgewichtsansätze der Neoklassik ablehnen. So greifen Nelson und Winter (1982) auf die darwinistische Evolutionstheorie zurück und beschreiben die Innovation mit den Begriffen Mutation, Selektion und Reproduktion in ihrem sehr komplexen Simulationsmodell. So bilden Unternehmen Routinen heraus, aus denen neue Technologien entstehen (Mutationen), die dann durch den Markt selektiert (Selektion) werden [SCHW92]. Im Gegensatz zur evolutionsökonomischen Denkweise zielen die Institutionalisten darauf ab, die technische Strukturentwicklung aus einem historischen Blickwinkel heraus zu betrachten und mit statistischem Datenmaterial zu untermauern. Aus diesen Beobachtungen stellen sie qualitativ orientierte Typologien und Klassifikationen des technischen Wandels auf [SCHW92]. Als wichtigste Vertreter der Institutionentheorie gilt unter anderem Freemann (1982), der als Ursache für die Innovation die Professionalisierung des F&E-Systems identifiziert. Pavitt (1984) entwickelte diesen Ansatz bis zu einer Typologie von Innovationsmustern weiter, indem er vier Industriegruppen unterscheidet: Lieferantenbeherrschte und skalenintensive Sektoren sowie Spezialanbieter und wissensbasierte Sektoren. Dagegen versucht Dosi (1988) auf einer eher mikroökonomischen Ebene die unterschiedlichen Innovationsmuster von Industriezweigen zu erklären und fasst die Innovation als Ergebnis von Problemlösungsprozessen auf. Nach Dosi vollzieht sich der technologische Wandel innerhalb bestimmter technologischer Paradigmen, die den Rahmen für Innovation entlang bestimmter Pfade vorgeben [SCHW92].