본 연구는 교사의 ICT 수업 혁신행동에 영향을 미치는 교사의 개인적 특성인 교사의 디지털 리터러시, 교사 몰입 요인과 학교조직 환경의 특성에 해당하는 교사 자율성의 구조적 관계를 파악하고자 하였다. 이를 위해 국내 초·중·고 재직 교사 639명의 데이터를 수집하고 구조방정식 모형을 적용하여 이중매개효과를 분석하였다. 연구결과, 교사의 디지털 리터러시가 교사 몰입, 교사 자율성, ICT 수업 혁신행동에 정적 영향을, 교사 자율성이 교사 몰입에 정적 영향을, 교사 몰입이 ICT 수업 혁신행동에 정적 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 교사의 디지털 리터러시와 ICT 수업 혁신행동의 관계에서 교사 자율성, 교사 몰입은 부분 매개하였고 교사의 디지털 리터러시와 교사 몰입의 관계에서 교사 자율성의 간접효과를 확인하였으며, 교사 자율성과 ICT 수업 혁신행동의 관계에서 교사 몰입이 완전매개하였다. 교사 자율성이 ICT 수업 혁신행동에 직접적인 영향은 없었으나 교사 몰입을 매개로 ICT 수업 혁신행동을 증가시킨다는 점에서 교사 몰입의 중요성을 확인하였다. 연구결과를 토대로 교사의 ICT 수업 혁신행동에 영향을 주는 교사의 디지털 리터러시, 교사 몰입, 교사 자율성 요인을 고려하여 교사 개인 차원, 학교조직의 환경 차원에서 실천적 시사점을 제시하였다.