工業4.0的重點是創造智能產品、程序和過程。其中，智能工廠構成了工業4.0的一個關鍵特徵。智能工廠能夠管理複雜的事物，不容易受到干擾，能夠更有效地製造產品。在智能工廠里，人、機器和資源如同在一個社交網絡里一般自然地相互溝通協作。
智能產品理解它們被製造的細節以及將被如何使用。它們積極協助生產過程，與智能移動性、智能物流和智能系統網絡相對接將使智能工廠成為未來的智能基礎設施中的一個關鍵組成部分。
工業4.0的三個關鍵特徵：
1）通過價值鏈及網絡實現企業間「橫向集成」。企業通過智能製造系統，聯通產品設計、製造、服務的上下游企業，形成一個為用戶提供產品和服務的增值鏈。在生產、自動化工程和IT領域，橫向集成是指將各種使用不同製造階段和商業計劃的IT系統集成在一起，這其中既包括一個公司內部的材料、能源和信息的配置，也包括不同公司間的配置。這種集成的目標是提供端到端的解決方案。
2）企業內部靈活且可重新組合的網絡化製造體系「縱向集成」。在智能工廠中，從上往下是計劃、執行管理、執行單元的一個縱向的集成。通過工業網絡連接，實現跨層的集成自動化。在生產、自動化工程和IT領域，垂直集成是指為了提供一種端到端的解決方案，將各種不同層面的IT系統集成在一起。
3）貫穿整個價值鏈的端到端工程數字化集成。整個製造活動中，通過設計和工程的數字化集成，實現不同企業之間、不同業務的跨系統、跨地域的端到端集成，是一個價值鏈的全數字化實現。
這三個集成體現了智能製造系統的內在和外在的聯繫。其基礎就是數字化和網絡化，並且最終依託智能化實現價值創造。
工業4.0將在製造領域的所有因素和資源間形成全新的社會-技術互動。它將使生產資源形成一個循環網絡，這些生產資源將具有以下特性：自主性、可自我調節以應對不同形勢、可自我配置、可利用以往經驗、配備傳感設備、分散配置。同時，它們也包含相關的計劃與管理系統。
作為工業4.0的一個核心組成，智能工廠將滲透到公司間的價值網絡中，並最終促使數字世界和現實的完美結合。智能工廠以端對端的工程製造為特徵，這種端對端的工程製造不僅涵蓋製造流程，同時也包含了製造的產品，從而實現數字和物質兩個系統的無縫融合。智能工廠將使製造流程的日益複雜性對於工作人員來說變得可控，在確保生產過程具有吸引力的同時使製造產品在都市環境中具有可持續性，並且可以盈利。