植物工厂（plant factory）的概念最早是由日本提出来的。植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物工厂是现代农业的重要组成部分，是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代生物技术、建筑工程、环境控制、机械传动、材料科学、设施园艺和计算机科学等多学科集成创新、知识与技术高度密集的农业生产方式。

1974年日本建成一座电子计算机调控的花卉蔬菜工厂，该厂由1栋2层的楼房和两栋栽培温室构成，在一年内生产两茬金香、两茬垄民花、一茬番茄，做到周年生产。至1998年，日本已有用于研究展示、生产的植物工厂近四十个，其中生产用植物工厂17个。2004年，中国农业大学开发了利用嵌入式网络式环境控制的人工光型密闭式植物工厂。

典型植物工厂的结构

植物工厂的共同特征是：有固定的设施；利用计算机和多种传感装置实行自动化、半自动化对植物生长发育所需的温度、湿度、光照强度、光照时间和CO₂浓度进行自动调控；采用营养液栽培技术；产品的数量和质量大幅度提高。

1 收获快速

通过对工厂内环境的高精度控制，植物的生长在这里几乎不受自然条件的制约，生长周期加快。现在工厂内种植的生菜、小白菜等，20天左右就能收获，而在普通的大田里，则需要一个月到40天的时间。

2 空间利用率高

在工厂内看到的都是三层的栽培架，从面积上就相当于同样大小露天耕地的三倍，加上其种植密度大，因此，植物工厂的产量可以达到常规栽培的几十甚至上百倍。

3 营养生长

植物的根系完全浸泡在营养液中，营养液除了提供水分，也提供了植物生长所需的各种元素。此外，系统会根据室外温度自动调节营养液温度。在寒冷的天气中，系统会对营养液进行加热，如果温度很低，会对植物的根系造成伤害。

4 LED灯照明

实验显示，植物吸收的光线波段主要是红光和蓝光，比例超过60%。因此，LED灯板以红灯为主，中间按一定距离均匀分布着蓝灯，按照8∶1到9∶1的配比制成光源，满足植物生长需求。

根据不同植物使用不同波长的光进行照射

5 成本较高

一个一般规模的植物工厂，建成需要十几万元的投入，后期的运行和维护也是一笔花销，因此如何降低成本是下一步所要面对的问题。