植物工厂是指利用环境控制和自动化高技术进行植物全年生产的体系，包括无土栽培、植物克隆等技术以及植物细胞和组织培养的工业化生产体系。1957年世界上第一家植物工厂诞生在丹麦，1974年日本等国也逐步发展起来。目前世界上最高水平的园艺设施是所谓植物工厂，其生产采用全封闭的方式，严格实行全面和有效的控制环境及先进的植物工程技术，使生产从播种到采收的全过程连续进行并高度自动化、流水化作业，实现全年连续的生产，完全摆脱了自然条件的限制。其设施主要有立体旋转式和平面移动式二种，面积一般在900－1500平方米。目前主要生产生菜、菠菜、莴苣、番茄等。叶菜秧苗移栽后2周即可收获，一年可收获20茬以上，年总产量是露地的数十倍。
美国犹他州立大学试验用植物工厂种植小麦，全生育期不到2月，一年可收获4－5次。20世纪60年代初次进行植物工厂的试，并开始推。1964年奥地利开始试验一种塔式植物工厂。该国鲁斯纳公司的塔式植物工厂已在北欧、俄罗斯、中东国家采用。奥地利的一家番茄工厂，工作人员仅30人，平均日产番茄13.7吨，生产1公斤番茄耗电9－10kw.h，成本只有露地的60％。1971年丹麦也建成了绿叶菜工厂，快速生产独行菜、鸭儿芹、莴苣等。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。
美国法依特法姆公司用完全控制工厂生产的生菜，从播种到收获仅用26天。该公司还生产菠菜等。英国达雷卡德设施农业工程公司发明了一种工厂化栽培果树的方法，现已获得了成功。这种方法不把果树栽在土壤中，而是把枝条插在树枝形的橡胶管子上，合成营养液通过橡胶管输送到各个枝条上，每一根枝条都能像树一样开花结果。而且结果率和产量都很高，一年可收获3－5次，并全年连续生产。目前已用苹果枝、梨枝、桃枝建立了实验线，都获得了成功。在美、日、英、荷兰等国工厂化生产蘑菇有较大发展，每个磨菇生产工厂多在1万平方米以上。每年可栽培6个周期以上，每周期约20天，产蘑菇25－27kg/m2。虽然植物工厂建造成本高，能源消耗大，目前主要还处于超前试验阶段，真正用于实际生产的还不多，还未达到应普及发展的时期，但其出现预示着工厂化农业将来的发展前景。