数字双胞胎是指真实系统的虚拟化展现（往往是三维的）。
在虚拟同胞和与之匹配的现实同胞之间有一个数据流，通过现实系统上的传感器，虚拟同胞系统会被更新，这样现实系统的状态就可以被实时监控。这个过程不仅仅是对真实系统的状态更新。可以对虚拟系统进行编程，以运行假设的场景，从而获取最佳参数。
通常，数字双胞胎包含不同的层，每个虚拟层代表一个等效的物理层。这些层可以包括物理、材料、结构、电子、流体等。
只要系统能被测量，就可以在数字双胞胎中建模，并且从真实的系统中获取的数据越多，数字副本就会越强大和准确。我们在大数据和云时代捕捉、处理和模拟的能力使这一切成为可能。数字双胞胎正是工业4.0的产物。
无论是事后诊断或者事前预测，我们可以从数字双胞胎获得许多信息。这些信息可以用来减少停机时间和增加投资回报。它甚至可以从实际的生命服务周期追溯到产品开发阶段，从而在一个封闭的产品全生命周期内，使未来的产品持续优化成为可能。最后一点是IoT驱动的产品开发中的一个共同主题。在过去，产品开发通常在产品交付给客户时就结束了。
那种时代已经一去不复返了，产品反馈的内容远远超出了本身的服务信息。随着产品效率的增长，它的双胞胎也在成长，反之亦然。数字双胞胎可以用作沙盒，来测试新的想法，这些想法可以为现实生活中它的同伴提供信息。现实中的同伴也可以它的数字双胞胎。数据流是一个真实的双向过程，数字版本和硬件可以一起发展。
“数字双胞胎为现实世界创造了一种身临其境、精确的数字表达方式，提供了一种与现实世界互动的新方式。”Autodesk高级研究工程师希瑟·克里克(Heather Kerrick)说。
“我们探索数字双胞胎作为硬件的编程环境，比如六轴机械臂,除了监控设备本身,用户可以在数字双胞胎上积极地对修改他们的设备和流程，然后看到这些变化反映在物理双胞胎身上。”