تحولات سریع فناوری‌های دیجیتال و گسترش هوش مصنوعی، شیوه تعامل سازمان‌ها با مشتریان و فرایند خلق ارزش در محیط‌های دیجیتال را دستخوش تغییر کرده است. هدف پژوهش حاضر، تدوین مدل داده‌بنیاد بهبود تجربه مشتری با بهره‌گیری از هوش مصنوعی در بازاریابی دیجیتال با رویکرد توسعه پایدار است. این پژوهش از نظر هدف کاربردی و از نظر رویکرد کیفی بوده و با استفاده از نظریه داده‌بنیاد نظام‌مند اشتراوس و کوربین انجام شد. داده‌ها از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته با خبرگان حوزه‌های مدیریت، بازاریابی، تحول دیجیتال و هوش مصنوعی گردآوری و نمونه‌گیری هدفمند و نظری و با 25 نفر خبره به اشباع نظری رسید. داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار MAXQDA و در سه مرحله کدگذاری باز، محوری و گزینشی تحلیل شدند . برای اطمینان از اعتبار یافته‌ها، معیارهای اعتبارپذیری، انتقال‌پذیری، تأییدپذیری و وابستگی‌پذیری بر اساس چارچوب لینکلن و گوبا (1985) مورد توجه قرار گرفت و یافته‌ها از طریق بازبینی مستمر فرایند کدگذاری، مقایسه و تطبیق داده‌ها و تأیید نتایج توسط خبرگان مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته‌ها نشان داد که تحولات فناورانه، تغییر انتظارات مشتری، رشد داده‌های مشتری و قابلیت‌های هوش مصنوعی، شرایط علّی شکل‌گیری تجربه مشتری هوشمند را فراهم می‌کنند. آمادگی سازمانی و فناورانه و ویژگی‌های مشتری و بازار به‌عنوان شرایط زمینه‌ای و اعتماد، حریم خصوصی، امنیت داده، شفافیت، توضیح‌پذیری و چالش‌های پیاده‌سازی هوش مصنوعی به‌عنوان شرایط مداخله‌گر شناسایی شدند. همچنین شخصی‌سازی هوشمند، مدیریت یکپارچه سفر مشتری، تعامل انسان و هوش مصنوعی و بازاریابی مسئولانه و پایدار، راهبردهای اصلی مدل را تشکیل دادند. پیامدهای مدل شامل افزایش رضایت، اعتماد، ارزش ادراک‌شده و وفاداری مشتری، ارتقای عملکرد و مزیت رقابتی سازمان و خلق ارزش اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی پایدار است. مقوله هسته‌ای پژوهش «خلق تجربه مشتری هوشمند، مسئولانه و پایدار از طریق یکپارچه‌سازی قابلیت‌های هوش مصنوعی با بازاریابی دیجیتال» شناسایی شد.