工业4.0主要涵盖三大关键要素，一是以CPS为核心技术，CPS透过人与机器的交相连结，以及与物理世界互动，运用网络以远程、可靠、实时、安全、协作的方式，去操控物理实体；二是以智能工厂为主要精髓，实时控制整个价值创造网络，从订单到交货的链接，实现产品及其生产系统生命周期工程的整合；三是以“人”为关注焦点，从业人员被定义为升级的操作者，可藉由技术支持提升自身能力，乃至由单纯的生产操作者，晋升为管理者与控制者。

  时至今日，可以确定已经发生的三股重大趋势，其一是美国开始思考智能制造，希冀结合信息、技术与人工智能等元素，对制造或商业流程中每一环节，产生革命性影响，进而完全改变产品在研发、制造、物流、销售等不同价值活动的流程，同时增加工厂的弹性、减少能源的使用、改善永续环境、降低产品成本，并运用次世代材料满足新产品开发之需求。其二是中国不再是世界工厂，由于陆续调升低工资、再加上社福保险费用保障，使制造成本逐渐与东南亚国家拉近。 其三则是全世界都在谈论智能工厂，不管是欧美、日本或亚洲四小龙，都面临制造业占GDP比重走低、附加价值持续滑落、失业率居高不下等等诸多压力，为了扭转这些负面效应，美国AMP、德国工业4.0、日本再兴战略等“再工业化”计划现继现身等。 

一座真正进入智能化的工厂，主要是善用软件与系统整合技术，使其生产行为具有资料搜集分析、人工智能(AI)、虚实系统整合、人机协同作业等特色，进而可以实现诸多营运创新目标，包括了自主调整厂区与产线的产能配置，自主调整上下游供应配送，自主优化生产环境的资源与能源配置，辅助人员正确完成各种操作及组装，以及实时逆向追踪生产进度与历史。