1949年，美国植物学家和园艺学家在加州帕萨迪纳建立了第一座人工气候室，其出现就是植物工厂的早期模型，为植物工厂的完善和发展进行了成功的探索和实践，引发了模拟生态环境领域里的一场风暴。随后，日本和前苏联也先后建立了这种人工气候室。

　　在人工气候室的基础上，从某种意义上说，1957年丹麦在哥本哈根市郊约克里斯顿农场真正建起了世界上第一座真正意义上的植物工厂，因为其规模达到了1000m2，采用人工光和太阳能并用技术，从播种到收获采用全自动传送带流水作业，且产400万袋水芹(100万kg)，而这些是植物工厂的重要特征。

　　1、日本

　　日本认为，植物工厂是解决土地问题、人口问题、粮食问题、食品安全问题、能源问题、农业人员老年化问题、气候问题、环境和可持续发展问题等的根本途径;是“活化地域的起爆剂”，为地域生产发展、技术聚集、人员就业、生态环境、经济繁荣带来变化;是“中间产业”，不仅能带动农业发展，而且还能带动工业、健康产业、信息产业等的发展。所以，日本政府对植物工厂发展非常重视。

　　日本政府对建设植物工厂企业和个人直接补贴50%以上，从而促进了植物工厂的快速发展。截至2012年6月，日本植物工厂就已经建起了130多家，截至2014年8月，已发展到304家，植物工厂数量为世界之最。

　　日本植物工厂发展经历了从人工气候模拟环境到计算机控制转变过程，从少量品种向多品种栽培的转变过程，从基质栽培向水耕雾耕的转变过程，从平面栽培向平面多层立体栽培的转变过程，从日光灯向LED光使用的转变过程(日本已建起了全球最大的LED人工光2300m2的植物工厂)，从人工作业到机器人作业的转变过程。现阶段，由于制造业的优势，日本人工光型植物工厂技术全球领先，装备先进，技术配套，智能化、自动化程度高。日本植物工厂已完全处于商业化、产业化发展阶段。

　　近年来，由于世界经济发展缓慢，日本工业衰退，农业政策便逐渐向提高产业国际竞争力的方向转变。植物工厂作为其有效方法之一而受到关注。日本植物工厂现已呈现两大趋势：

　　(1)多功能趋势

　　日本大坂府立大学植物工厂研究中心主任安保正一教授2014年9月宣布，利用植物工厂制造氢气，关键技术是光催化剂，方法是利用以阳光或灯光等可见光激活氧化钛(TiO2)光催化剂来分解水，生成氢气和氧气。日本富士通公司宣布利用植物工厂生产低钾蔬菜，为肾病患者提供食材;东芝无尘植物工厂生产多酚和维生素V含量高的叶类蔬菜。

　　(2)技术出口趋势

　　日本东芝公司准备在海外新建植物工厂，已经开始考虑在中国等亚洲国家建设大型植物工厂。这是因为中国等地也在逐渐形成生吃蔬菜的习惯，可能对在无尘室培育的清洁、安全蔬菜产生巨大需求。除此之外，有效利用宝贵水源的蔬菜生产在中东全年稳定供应以及在俄罗斯等寒冷地区也将分别成为强有力的武器。

　　日本三菱化学控股集团将与中国农业合作社组织携手，在中国全境启动蔬菜栽培系统的销售，5月下旬它们将合资成立无农药蔬菜自动栽培系统的销售公司，2017年之前将在江苏省等15个省份的50个地点开始销售这一“植物工厂”，日本植物工厂技术和装备正在向中国、俄罗斯、韩国、波兰、中东等输出。

　　2、美国

　　1987—1989年，美国在亚利桑那州图森市北部的爱德华建起了目前全球最大的超大型植物工厂——生物圈二号，占地1.3万m2，约有8层楼高，为圆顶形密封钢架结构玻璃建筑物。生物圈二号被用于测试人类是否能在以及如何在一个封闭的生物圈中生活和工作，也探索了在未来的太空殖民中封闭生态系统可能的用途。生物圈二号使得人们能在不伤害地球的前提下，对生物圈进行研究与控制。

　　现今美国温室面积达1.9万hm2，温室设施材料大多为双层充气膜、阳光板和玻璃。温控、环控设备全球领先，全球消费电子、家电与照明大厂飞利浦(Philips)宣布与美国芝加哥农业企业Green Sense Farms(GSF)策略合作，将针对特定作物使用LED生长光源打造室内植物工厂，而这座植物工厂预计将成为全球最大的植物工厂之一。美国垂直空中植物工厂、太空植物工厂已开始由设计图向现实转变。

　　3、荷兰

　　荷兰农业资源有限，政府提出了“温室村(Zonneterp)”概念，即资源循环利用概念，把植物工厂作为发展目标之一。利用植物工厂主要发展蔬菜和花卉，对建造植物工厂的企业实行60%补贴，从而使荷兰每年生产蔬菜收入35亿欧元、花卉收入45亿欧元，是世界上设施园艺产品出口量最大的国家。

　　荷兰植物工厂机械化、自动化、智能化、无人化程度高，太阳光型植物工厂技术全球领先，现已把太阳光型植物工厂全套技术和设备作为强项产业，向中东、非洲、中国等出口。