一個產品投放市場，包括需求調研、產品設計、產品製造和產品運維服務四個主要過程，信息技術的發展，讓信息閉環成為可能，也就是說，產品製造過程的信息可以指導產品設計，產品運維過程的信息可以指導產品設計和產品製造過程的改進。通過這個閉環，可以及時響應市場對產品的反饋，提升產品的質量和潛在的價值。數字孿生技術可以幫助和促進這一信息閉環的實現。
數字孿生在產品生命周期各個階段的作用包括：
1）產品設計階段。數字樣機技術可以提供產品的虛擬仿真，但是產品數字孿生體可以包含設計之後的製造和產品運行過程的數據，這些數據的採集，可以為產品的仿真和驗證提供真實的數據，為類似產品的開發提供有益的參考。利用大量的數據，可以挖掘產生新穎、獨特、具有新價值的產品概念，轉換為產品設計方案。
同時，產品的可製造性分析也不只是通過虛擬假設的生產系統模型來驗證，而是結合工廠數字孿生體，利用生產系統實時數據，來對產品加工時間、加工質量以及可能的風險進行評估，進一步縮短產品設計完成後實現量產的時間間隔。
2）產品製造階段。利用產品數字孿生體，可以指導產品製造、裝配過程的工作，降低工人技術要求，減少生產過程的錯誤。一些在線質量檢測數據也能被記錄，可以指導產品裝配配合以及產品後續安裝運行過程的參數調整。
利用產品數字孿生體所記錄的運行過程數據，可以分析挖掘製造過程的質量缺陷，進一步提高生產製造過程的製造參數，改進質量，提高產品價值。
3）產品運維階段。數字孿生這一概念的提出，就是為了提升產品運維能力。即使不是太空飛行器這類太空裝備，數字孿生技術在普通裝備和產品的運維過程中也能發揮巨大作用。產品安裝調試過程，可以利用數字孿生體提供的指導書，進行安裝指導，特別是單件重大裝備。產品設計、製造過程的信息對安裝調試很有幫助，利用統一的產品數據，可以提升安裝質量，縮短調試時間。
通過對產品運行過程的數據採集和分析，提升用戶對產品運行過程的感知程度，而製造商利用大量數據進行數據挖掘和分析，提供產品健康管理、設備優化運行、遠程維護指導、備品備件調配等增值服務，提升服務水平。
每個產品設計到生產製造，物理實體逐漸形成，數字孿生體逐漸完善，直到產品裝配完成出廠，其數字孿生體和物理實體都完成。安裝調試後進入運行維護階段，數字孿生體和物理實體虛實互動，實現整個數字孿生系統的功能。