在数字孪生体产生之前，全球科学研究机构提出了基于仿真的系统工程等方法，但在实际应用中效果并不突出，这是因为当时计算科学还不够成熟，受传统的仿真理论和实践影响非常大，正如美国工程院专家所讲，当多个学科融合发展的时候，提出新概念来描述新科学的产生，是一种必然的选择。
数字孪生，对于城市建设来说是一个舶来词。它最早出现在工业制造领域。有资料介绍说，它最早出现在航天领域。数字孪生即通过数字模拟飞机飞行时的数据，来进行测试检查与维护。
继续在BIM项目生命周期中各方之间加强协作的心态下并利用最新的技术进步，就不得不提到最新的BIM专业术语“数字孪生”了。然后可以简化信息模型（准确的虚拟表示）并将其传递到设施管理平台，在该平台上通过添加其他资产数据来建立，开发和进一步增强资产信息模型（AIM）。
数字孪生是在软件定义作用下，长期的要素数字化所形成的结果。要素泛指物理世界的各种人、机、物、数据、图文、语言、物理信息等实体要素。因此，数字孪生是一种经过长期发展形成的数字化通用技术。
通过大数据的收集，把城市的数字模型构建出来，实现物理城市与数字城市之间，虚拟与实时交互的融合机制，搭建起可知可感、动态仿真的数据，全面反映出实体社会的全生命周期，为城市圈环境质量、污染防治、生态保护、辐射管理等协同业务提供更智慧的决策。
在数字孪生虚拟出的数字世界里，原本复杂、笨重的工业制造活动变得快速、灵巧。从现实到虚拟，省下的是大量的人力资源、时间成本；从虚拟到现实，提升的是运营效率和抗风险能力。
