工業4.0主要涵蓋三大關鍵要素，一是以CPS為核心技術，CPS透過人與機器的交相連結，以及與物理世界互動，運用網絡以遠程、可靠、實時、安全、協作的方式，去操控物理實體；二是以智能工廠為主要精髓，實時控制整個價值創造網絡，從訂單到交貨的鏈接，實現產品及其生產系統生命周期工程的整合；三是以“人”為關注焦點，從業人員被定義為升級的操作者，可藉由技術支持提升自身能力，乃至由單純的生產操作者，晉升為管理者與控制者。

  時至今日，可以確定已經發生的三股重大趨勢，其一是美國開始思考智能制造，希冀結合信息、技術與人工智能等元素，對制造或商業流程中每一環節，產生革命性影響，進而完全改變產品在研發、制造、物流、銷售等不同價值活動的流程，同時增加工廠的彈性、減少能源的使用、改善永續環境、降低產品成本，并運用次世代材料滿足新產品開發之需求。其二是中國不再是世界工廠，由于陸續調升低工資、再加上社福保險費用保障，使制造成本逐漸與東南亞國家拉近。 其三則是全世界都在談論智能工廠，不管是歐美、日本或亞洲四小龍，都面臨制造業占GDP比重走低、附加價值持續滑落、失業率居高不下等等諸多壓力，為了扭轉這些負面效應，美國AMP、德國工業4.0、日本再興戰略等“再工業化”計劃現繼現身等。 

一座真正進入智能化的工廠，主要是善用軟件與系統整合技術，使其生產行為具有資料搜集分析、人工智能(AI)、虛實系統整合、人機協同作業等特色，進而可以實現諸多營運創新目標，包括了自主調整廠區與產線的產能配置，自主調整上下游供應配送，自主優化生產環境的資源與能源配置，輔助人員正確完成各種操作及組裝，以及實時逆向追蹤生產進度與歷史。