Представленная работа посвящена исследованию пространственной неоднородности инновационного развития региональных систем и разработке пространственной регрессионной модели, устанавливающей факторы ее формирования и устойчивые межрегиональные взаимосвязи в процессах инновационного развития. В работе представлен методический инструментарий построения пространственной регрессионной модели инновационного развития региональных систем, предполагающий проведение пространственного анализа данных с использованием сегментации регионов по уровню инновационной активности и объему финансирования, обеспеченности территорий научно-исследовательскими кадрами, разработке передовых производственных технологий. Данный инструментарий предполагает пространственный автокорреляционный анализ по методике П. Морана с использованием различных матриц пространственных весов для поиска полюсов инновационного роста, межрегиональных пространственных кластеров, зон их влияния и устойчивых межрегиональных взаимосвязей в процессах инновационного развития, а также формирование пространственной модели, описывающей влияние различных факторов внутренней и внешней среды на динамику развертывания инновационных процессов. Разработанная модель, выявленные особенности пространственной кластеризации инновационных процессов на макроэкономическом уровне и устойчивые межрегиональные взаимосвязи в процессах инновационного развития могут быть использованы для построения сценарных прогнозов инновационного развития регионов и поиска оптимальных управленческих решений при реализации Стратегии пространственного развития РФ до 2025 г.