智能植物工廠是將現代化生物工程技術、農業工程技術、環境工程技術、息技術和自動化技術應用于農業生產領域，通過設施內高精度環境控制實現農作物周年連續生產的高效農業系統。植物工廠是國際上公認的設施農業高級發展階段，是一種技術高度密集、不受或很少受自然條件制約的現代農業可持續生產系統。在這個生產系統中，使用保溫不透光材料作為圍護結構，采用立體栽培技術，利用熒光燈、LED等人工光源為植物提供光照，并配備有循環風機、空調、CO2施肥系統、營養液循環系統等設備，植物生長發育直接相關的部分或全部生產要素（環境因子和水肥供給等）全程可自動化調控，并具有一定植物生產流程的空間自動管理功能，實現植物規模化高效生產，植物產量可達到傳統農業產量的幾十倍甚至上百倍。智能植物工廠采用物理農業技術代替化學農藥殺蟲滅菌，使植物品質達到綠色甚至有機品質；采用資源循環利用技術，既提高了多種資源利用率，又實現了零排放零污染。由于智能植物工廠不占用農用耕地，產品安全無污染，操作省力，機械化程度高，單位面積產量可達露地的幾十倍甚至上百倍，因此被認為是21世紀解決人口、資源、環境問題的重要途徑。
大數據是當前國際上的熱點研究方向，通過大數據獲取技術以及數據挖掘處理技術，研究智能植物工廠數字化作物高效生長管理模型，建立作物生理信息與環境、營養物之間的定量規律，為溫室精準化管理提供依據。通過不間斷實時連續獲取植物工廠環境參數以及調控設備的工作狀態，采用人工神經網絡深度學習算法等人工智能技術，研究具有在線自動優化能力的植物工廠環境參數模型，為智能植物工廠環境智能控制提供技術支持。
隨著深度學習算法等人工神經網絡學習技術的發展，人工智能正逐漸被引入工業、農業等領域。將人工智能技術引入智能植物工廠，能大大提高環境管理調控水平。采用人工神經網絡、遺傳算法支持向量機、模糊控制等人工智能技術，根據植物工廠環境模型和作物生長模型建立以植物工廠效益最大化為目標的智能化環境及水肥控制策略是未來智能植物工廠的研究重點。
開發基于Web的溫室數據采集與控制系統軟硬件，通過環境、生物、營養物等生物物理傳感器以及無線傳感器網絡，將智能植物工廠中的環境采集設備和環境調控設備以無線方式聯網，建立網絡化環境調控系統，實現植物工廠可靠、實時、精準的集約化控制。
農業機器人是未來工廠化農業的主要技術裝備，通過機器人自主導航技術、目標自動識別技術以及機器人精準作業技術的發展，機器人在智能植物工廠的育種、種植管理、采收以及果實分級等方面大有用武之地。針對設施內復雜的工作環境，采用GNSS導航、視覺導航、激光導航、慣性導航、測距導航、電磁導航等多種導航技術融合的綜合導航技術，實現機器人的高精度自主導航。智能化管理農場的實現，不僅給農場主帶來管理上的便利同時也能將現場農作物的生長環境實時直播給管理者和消費者。
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