眾所周知，植物工廠是現代設施農業發展的高級階段，是高投入、高技術、精裝備的生產系統，集生物技術、工程技術與硬件和軟件系統技術于一體，使農業生產脫離自然生態的束縛，在計劃周年內持續進行植物產品生產的工廠化生產的農業系統，在農業產業化過程中吸收和應用高技術成果來實現高效益的農業生產體系。

植物工廠的概念***早是由日本提出的。植物工廠是通過設施內的高精度環境控制設備來實現農作物連續生產的高效農業系統，是利用計算機系統、電子傳感器系統、農業設施自動控制系統來調節植物生長溫度、濕度、光、二氧化碳濃度、營養液等環境條件，使設施內植物生長不受自然條件限制的省力型生產體系。

植物工廠是現代農業的重要組成部分，是科技向一定階段發展的必然產物，是現代生物技術、建筑工程、環境控制、機械傳動、材料科學、設施園藝和計算機科學等多學科綜合創新、知識和技術密集的農業生產方式。

根據不同的劃分方式，植物工廠可分為以下幾類：

1 .根據建設規模，可分為大型(5000m以上)、中型(1000~5000m)、小型(100~1000m)、小型(100m以下) 4種；

2 .根據生產功能的不同，可分為植物種苗工廠、葉菜、瓜果、花卉植物工廠、部分大田作物、藥用植物、食用菌等；

3、根據生產、研究對象的組織尺度，植物工廠分為植物生產型植物工廠、組織培養型植物工廠、細胞生產型植物工廠(光生物反應器)；

4 .根據光能的利用方式，可分為太陽光利用型植物工廠、全人工光利用型植物工廠、太陽光和人工光并用的綜合植物工廠3種。其中，全人工光利用型植物工廠又稱密閉式植物工廠，是植物工廠發展的高級階段。

廣義上，改變植物生活環境的設施、隧道、溫室、種苗繁殖箱等都屬于植物工廠的概念范疇，但目前比較習慣性的分類方法是按植物生長中***重要的條件之一光能進行分類的。

植物工廠的特點是利用具有固定設施的計算機和多種傳感器裝置，實施自動化、半自動化，采用自動控制植物生長所需溫度、濕度、光照強度、光照時間和二氧化碳濃度的營養液栽培技術，產品數量和質量大幅提高。光環境的正確控制主要包括光譜、光強度和光周期三個方面，即所謂的“光處方”。

在太陽光中，只有5%左右不同波長的光影響光合作用，大量的光不能用于植物，這與植物生長所必需的光種類不連續，與選擇性和替代性有關。紅光、藍光是植物正常生長、完成生存時所必需的光質，紅光中添加特殊的光質成分可以促進農作物的增產，刺激藥用植物有效的次生代謝物質的大量積累。

在一定的光強范圍內，植物的光合速率隨光強的增加而加快。而過高的光會引起光的抑制現象，在影響產量和品質的同時，在平衡過程中可能浪費大量電能、增加投資成本的產量、品質和能源消費量的關系上，往往要考慮到光的強度和時間，以及不同的蔬菜和發育階段合適的光照強度和光照成本和利潤。

為更好地促進植物生長，提高產量、品質等特殊指標，用定制的“光處方”方能實現植物工廠內光環境的正確控制。根據植物生長環境的不同設計，選擇對光合作用***有貢獻的光，在提高光能利用效率和增產的同時，更節能， 更理想的“光處方”是完全封閉的環境，應該像工業生產那樣種植作物。定制的“光處方”意味著更快的增長速度、更高的產量和更好的品質。

商業化植物工廠的成本分為一次性投資、設備折舊、生產管理三個方面。植物廠投入成本與建設規模有關，根據我國首家商業化大型植物廠的數據計算，建設1000平方米以下的小型植物廠(包括裝修、設備、設施)，每平方米成本在15000元-20000元之間，建設5000-10000平方米的中型植物廠， 每平方米成本為8000元-10000元，建設10000m以上的大型植物工廠，建設成本將下降到8000元/m以下。值得特別指出的是，研究性植物工廠的成本不能為商業化建設的運營成本提供正確的參考。

在推進植物工廠應用方面，降低建設成本，開發新材料，利用新能源，提高產量，用高自動化設備減少人工用量是未來提高植物工廠質量的重要途徑。

植物工廠技術突破可以解決人類發展面臨的諸多瓶頸，實現沙漠、戈壁、海島、水面等非耕地、城市摩天大樓的正常生產。利用不盡的太陽能和其他各種清潔能源，加入一定的種子、水源和礦物質營養，不斷為人類生產必要的農產品。因此，植物工廠被認為是21世紀解決糧食安全、人口、資源、環境問題的重要手段，也是未來宇宙工程、月球和其他行星探索過程中實現糧食自給的重要手段。