目前数字孪生技术的应用也已经从传统的产品孪生向产线、车间、工厂的系统级孪生方向发展，已经从传统基于三维可视化模型向直指本质的决策推理模型转变。数字孪生是当前智能制造理念的物化落实的具体体现。
数字孪生的设想首次出现在2002年前后。近年来，物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，使数字孪生得到更加广泛的传播和应用。目前，数字孪生的应用已经延伸到更广阔的领域，在国内主要包括智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康以及智能制造等多个应用领域。
数字孪生的另一个重要市场是智慧城市：城市管理者能够实时了解主要城市指标，如交通、用水、电力分配和空气污染等，这对决策制定和应急反应至关重要。
数字孪生的意义就在于让真实世界很高成本、很难实现的事情，可以在虚拟世界里低成本、快速地去实施。无论是全域规划一张图，还是城市治理一盘棋，数字孪生都作为新型智慧城市的基础设施，以数字化的虚拟映射来模拟城市全要素和时空全过程，从而打通智慧产业集群之间的信息互联互通，推动新基建大潮下各领域的数字升级。
数字孪生，指的是创建物理实体或工作过程的虚拟版本，比如虚拟的患者、解剖结构或医院环境。简单来说，就是在虚拟世界中创建一个基于真实数据构建的模型，然后观察并分析该模型对新药物或新治疗方案的反馈。在这一过程中，创建模型所用到的数据来自于数字病历、疾病登记库、穿戴式传感器等等。
自智能制造在中国发展以来，一方面，制造企业的生产效率、运行成本、研发周期等方面状况均获改进；另一方面，基础研究领域仍以模仿或直接引进国外成果的方式为主，在相关领域缺少原始创新。
