O trabalho analisa os pressupostos de organização político-institucional e dos respectivos formatos tecnológicos típicos de sistemas agroflorestais existentes na região que compreende os vales dos rios Caí e Taquari, no Rio Grande do Sul. Propõe-se a constituição e seleção de indicadores de sustentabilidade para análise destes sistemas, compondo um Índice de Sustentabilidade (IS). Faz-se a classificação dos diferentes sistemas a partir dos seus caracteres estruturais e funcionais, visando a determinação de diferentes padrões organizativos (arranjos institucionais) e, após, faz-se a determinação de padrões de sustentabilidade através dos indicadores e do índice de sustentabilidade. A análise dos índices e padrões identificados revela a adequação da metodologia para análise comparativa de sustentabilidade de sistemas de produção e demonstra a existência de relações entre arranjos institucionais, formatos tecnológicos e padrões sustentabilidade. O sistemas agroflorestais que mais se destacaram na análise são aqueles que combinam espécies florestais exóticas com o cultivo da melancia e os que consorciam citrus com espécies florestais nativas, enquanto o arranjo institucional em destaque é o arranjo associativo.