智能植物工厂是将现代化生物工程技术、农业工程技术、环境工程技术、息技术和自动化技术应用于农业生产领域，通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统。植物工厂是国际上公认的设施农业高级发展阶段，是一种技术高度密集、不受或很少受自然条件制约的现代农业可持续生产系统。在这个生产系统中，使用保温不透光材料作为围护结构，采用立体栽培技术，利用荧光灯、LED等人工光源为植物提供光照，并配备有循环风机、空调、CO2施肥系统、营养液循环系统等设备，植物生长发育直接相关的部分或全部生产要素（环境因子和水肥供给等）全程可自动化调控，并具有一定植物生产流程的空间自动管理功能，实现植物规模化高效生产，植物产量可达到传统农业产量的几十倍甚至上百倍。智能植物工厂采用物理农业技术代替化学农药杀虫灭菌，使植物品质达到绿色甚至有机品质；采用资源循环利用技术，既提高了多种资源利用率，又实现了零排放零污染。由于智能植物工厂不占用农用耕地，产品安全无污染，操作省力，机械化程度高，单位面积产量可达露地的几十倍甚至上百倍，因此被认为是21世纪解决人口、资源、环境问题的重要途径。
大数据是当前国际上的热点研究方向，通过大数据获取技术以及数据挖掘处理技术，研究智能植物工厂数字化作物高效生长管理模型，建立作物生理信息与环境、营养物之间的定量规律，为温室精准化管理提供依据。通过不间断实时连续获取植物工厂环境参数以及调控设备的工作状态，采用人工神经网络深度学习算法等人工智能技术，研究具有在线自动优化能力的植物工厂环境参数模型，为智能植物工厂环境智能控制提供技术支持。
随着深度学习算法等人工神经网络学习技术的发展，人工智能正逐渐被引入工业、农业等领域。将人工智能技术引入智能植物工厂，能大大提高环境管理调控水平。采用人工神经网络、遗传算法支持向量机、模糊控制等人工智能技术，根据植物工厂环境模型和作物生长模型建立以植物工厂效益最大化为目标的智能化环境及水肥控制策略是未来智能植物工厂的研究重点。
开发基于Web的温室数据采集与控制系统软硬件，通过环境、生物、营养物等生物物理传感器以及无线传感器网络，将智能植物工厂中的环境采集设备和环境调控设备以无线方式联网，建立网络化环境调控系统，实现植物工厂可靠、实时、精准的集约化控制。
农业机器人是未来工厂化农业的主要技术装备，通过机器人自主导航技术、目标自动识别技术以及机器人精准作业技术的发展，机器人在智能植物工厂的育种、种植管理、采收以及果实分级等方面大有用武之地。针对设施内复杂的工作环境，采用GNSS导航、视觉导航、激光导航、惯性导航、测距导航、电磁导航等多种导航技术融合的综合导航技术，实现机器人的高精度自主导航。智能化管理农场的实现，不仅给农场主带来管理上的便利同时也能将现场农作物的生长环境实时直播给管理者和消费者。
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