到2050年，全球人口预计到90亿人，城市居民将占显著比例，农业生产需要增加70%。
城镇化导致耕地减少，城市景观绿地增加，同时土地退化，肥力降低。农用耕地成为了当今的稀缺资源。
世界最大的垂直农业公司——美国的Aeroponic farming (为上市公司）采用气雾培法生产蔬菜
全球面临着可持续发展与养活日益增长的世界人口的挑战。虽然澳大利用、加拿大、俄罗斯等国人口少，土地多，为粮食出口大国，也不能满足亚洲对粮食需求。
美国科学家Despommier首先提出垂直农业构想，建造摩天大楼，垂直多层栽培农作物，全年生产。都市垂直农业又叫垂直农场与垂直耕作等。
美国Plenty公司
近些年来，全球垂直农业发展迅速，涌现出许多国际大公司，Aeroponic farming,美国上市公司，号称世界最大的垂直农业公司，该公司采用气雾培方法生产蔬菜。AppHarvest也是美国上市公司。Plenty (美国)。
InFarm 为德国公司、Agricool法国、Cropone 沙特阿拉伯、Voeks Inc为荷兰、Shy greens新加坡，Spread 为日本，号称拥有世界最大植物工厂。
美国Plenty公司
都市垂直农业尤其适合我国，城市化加快，全球100万人口大城市绝大部分来自我国。都市农业可实现蔬菜与水果本地化生产与供应，特别是新冠肺炎期间，更显得更为重要，外地农产品难以供应。
垂直农业，作为一种新型工程方法提高单位面积土地农业生产力，作物栽培向垂直维度延申，来提高作物产量与生产效率。换句话说，在建造高层建筑多层栽培作物，增加作物有效栽培面积，同时提高了土地利用率。
新加坡Shy greens公司
另一种方法是在一幢高层温室内垂直种植，通过栽培架（像货架）与栽培室使作物栽培垂直叠高，来增加作物栽培面积。这种模式不是采用多建筑层形式。该系统很多种形式，如多层叠放栽培盘、垂直柱栽培、垂直吊袋、植物工厂等。
加拿大垂直农业公司
植物生长条件充分优化，自动精准调温度、湿度和光照条件，获得产量最大化。
现在朝着绿色环保发展，循环利用雨水与脱盐水，太阳板照明与加热，有利于城市资源循环利用，可以通过生物沼气供能。
高层温室垂直种植
都市垂直农业可以利用城市不用的仓库、公寓大楼、地下室等。目前主要叶类蔬菜像生菜与小青菜等、水果像草莓与番茄等。
目前，垂直农业主要采用的栽培技术为无土栽培，如水培、气雾培等。水培或半水培，植物被固定在介质中如石棉、珍珠岩，用营养液给根系提供营养，也有把根系直接浸在营养液中。
气雾培原理，喷雾嘴向根系喷雾
气雾培是指固定植物茎部，而植物的根系悬空，植物营养液经喷雾设备喷施给根系，气雾法栽培给植物提供充分氧气与营养，减少水分与能量消耗，植物生长快，产量高。
气雾培
垂直农业往往建在城镇的人口的中心地带，接近消费者，降低运输成本，没有了长距离运输带来的损耗，保障了粮食安全。
在控制环境下，食物绿色清洁，没有污染，向市民提供新鲜的水果与蔬菜，不用保鲜。
日本Spread公司，号称拥有世界最大植物工厂
没有季节性，周年生产。整个生产全程无病虫害、干旱、水涝等不利因素。也减少了供水，杀虫剂、除草剂和肥料投入。
有效降低了温室气体排放，整个生产过程没用大型农业机械如拖拉机、卡车与收割机等，减少矿石燃料使用。
高层温室垂直种植
促进建筑业发展，建垂直农场需要建筑业。提供就业岗位，像栽培、维护、项目管理、保鲜、食品加工、还有关研发等。
垂直种植
随着技术进步，自动化与温室技术快速发展，同时太阳能板（光伏技术）与LED灯效率大大提高，垂直农业生产成本也将大幅度降低，这也会加快全球垂直农业工厂的布局。
高温室垂直种植
垂直农业向高层建筑发展也会增加成本，同如居民楼相似，楼层高度也受国家的法律限制，同时，越高成本也会增加，包括能源、物业与防火安全等。
目前，我国垂直农业也在快速发展，我国多采用高层温室垂直种植模式。
德国的垂直栽培新技术