1949年，美國植物學家和園藝學家在加州帕薩迪納建立了第一座人工氣候室，其出現就是植物工廠的早期模型，為植物工廠的完善和發展進行了成功的探索和實踐，引發了模擬生態環境領域里的一場風暴。隨后，日本和前蘇聯也先后建立了這種人工氣候室。

　　在人工氣候室的基礎上，從某種意義上說，1957年丹麥在哥本哈根市郊約克里斯頓農場真正建起了世界上第一座真正意義上的植物工廠，因為其規模達到了1000m2，采用人工光和太陽能并用技術，從播種到收獲采用全自動傳送帶流水作業，且產400萬袋水芹(100萬kg)，而這些是植物工廠的重要特征。

　　1、日本

　　日本認為，植物工廠是解決土地問題、人口問題、糧食問題、食品安全問題、能源問題、農業人員老年化問題、氣候問題、環境和可持續發展問題等的根本途徑;是“活化地域的起爆劑”，為地域生產發展、技術聚集、人員就業、生態環境、經濟繁榮帶來變化;是“中間產業”，不僅能帶動農業發展，而且還能帶動工業、健康產業、信息產業等的發展。所以，日本政府對植物工廠發展非常重視。

　　日本政府對建設植物工廠企業和個人直接補貼50%以上，從而促進了植物工廠的快速發展。截至2012年6月，日本植物工廠就已經建起了130多家，截至2014年8月，已發展到304家，植物工廠數量為世界之最。

　　日本植物工廠發展經歷了從人工氣候模擬環境到計算機控制轉變過程，從少量品種向多品種栽培的轉變過程，從基質栽培向水耕霧耕的轉變過程，從平面栽培向平面多層立體栽培的轉變過程，從日光燈向LED光使用的轉變過程(日本已建起了全球最大的LED人工光2300m2的植物工廠)，從人工作業到機器人作業的轉變過程。現階段，由于制造業的優勢，日本人工光型植物工廠技術全球領先，裝備先進，技術配套，智能化、自動化程度高。日本植物工廠已完全處于商業化、產業化發展階段。

　　近年來，由于世界經濟發展緩慢，日本工業衰退，農業政策便逐漸向提高產業國際競爭力的方向轉變。植物工廠作為其有效方法之一而受到關注。日本植物工廠現已呈現兩大趨勢：

　　(1)多功能趨勢

　　日本大坂府立大學植物工廠研究中心主任安保正一教授2014年9月宣布，利用植物工廠制造氫氣，關鍵技術是光催化劑，方法是利用以陽光或燈光等可見光激活氧化鈦(TiO2)光催化劑來分解水，生成氫氣和氧氣。日本富士通公司宣布利用植物工廠生產低鉀蔬菜，為腎病患者提供食材;東芝無塵植物工廠生產多酚和維生素V含量高的葉類蔬菜。

　　(2)技術出口趨勢

　　日本東芝公司準備在海外新建植物工廠，已經開始考慮在中國等亞洲國家建設大型植物工廠。這是因為中國等地也在逐漸形成生吃蔬菜的習慣，可能對在無塵室培育的清潔、安全蔬菜產生巨大需求。除此之外，有效利用寶貴水源的蔬菜生產在中東全年穩定供應以及在俄羅斯等寒冷地區也將分別成為強有力的武器。

　　日本三菱化學控股集團將與中國農業合作社組織攜手，在中國全境啟動蔬菜栽培系統的銷售，5月下旬它們將合資成立無農藥蔬菜自動栽培系統的銷售公司，2017年之前將在江蘇省等15個省份的50個地點開始銷售這一“植物工廠”，日本植物工廠技術和裝備正在向中國、俄羅斯、韓國、波蘭、中東等輸出。

　　2、美國

　　1987—1989年，美國在亞利桑那州圖森市北部的愛德華建起了目前全球最大的超大型植物工廠——生物圈二號，占地1.3萬m2，約有8層樓高，為圓頂形密封鋼架結構玻璃建筑物。生物圈二號被用于測試人類是否能在以及如何在一個封閉的生物圈中生活和工作，也探索了在未來的太空殖民中封閉生態系統可能的用途。生物圈二號使得人們能在不傷害地球的前提下，對生物圈進行研究與控制。

　　現今美國溫室面積達1.9萬hm2，溫室設施材料大多為雙層充氣膜、陽光板和玻璃。溫控、環控設備全球領先，全球消費電子、家電與照明大廠飛利浦(Philips)宣布與美國芝加哥農業企業Green Sense Farms(GSF)策略合作，將針對特定作物使用LED生長光源打造室內植物工廠，而這座植物工廠預計將成為全球最大的植物工廠之一。美國垂直空中植物工廠、太空植物工廠已開始由設計圖向現實轉變。

　　3、荷蘭

　　荷蘭農業資源有限，政府提出了“溫室村(Zonneterp)”概念，即資源循環利用概念，把植物工廠作為發展目標之一。利用植物工廠主要發展蔬菜和花卉，對建造植物工廠的企業實行60%補貼，從而使荷蘭每年生產蔬菜收入35億歐元、花卉收入45億歐元，是世界上設施園藝產品出口量最大的國家。

　　荷蘭植物工廠機械化、自動化、智能化、無人化程度高，太陽光型植物工廠技術全球領先，現已把太陽光型植物工廠全套技術和設備作為強項產業，向中東、非洲、中國等出口。