數字孿生是指充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數據，集成多學科、多尺度的仿真過程，它作為虛擬空間中對實體產品的鏡像，反映了相對應物理實體產品的全生命周期過程。
為了便於數字孿生的理解，庄存波等提出了數字孿生體的概念，認為數字孿生是采用信息技術對物理實體的組成、特征、功能和性能進行數字化定義和建模的過程。
數字孿生體是指在計算機虛擬空間存在的與物理實體完全等價的信息模型，可以基於數字孿生體對物理實體進行仿真分析和優化。
數字孿生是技術、過程、方法，數字孿體是對象、模型和數據。
數字孿生的三個組成部分：物理空間的實體產品、虛擬空間的虛擬產品、物理空間和虛擬空間之間的數據和信息交互接口。
數字孿生主要是要創建和物理實體等價的虛擬體或數字模型，虛擬體能夠對物理實體進行仿真分析，能夠根據物理實體運行的實時反饋信息對物理實體的運行狀態進行監控，能夠依據采集的物理實體的運行數據完善虛擬體的仿真分析算法，從而對物理實體的后續運行和改進提供更加精確的決策。
數字孿生體用於解決傳統機理模型無法解決的非線性、不確定性問題，數字孿生技術可以與機器學習、深度學習構成一個不斷進化的系統。有兩種數字優化，一種模型驅動（Model-Driven），一種數據驅動（Data-Driven），即我們可以將機理模型與/或強化學習構建一個適合工業應用的優化方法包。
數字孿生與傳統建模仿真的區別：
數字孿生是動態的，在數字對象與物理對象之間必須能夠實現上下行的數據交互，這樣才能讓這個數字孿生運行具有持續改善的工業應用價值。
傳統建模仿真和數字孿生存在不同的關注點，前者關注建模的保真度，也就是可否准確荒野物理對象特性和狀態，后者關注動態中的變化關系。