Chuyển hóa thông tin từ thế giới thực thành thế giới ảo vật lý với dung lượng thông tin rất lớn, tốc độ cao và đa dạng tới mọi mặt của đời sống xã hội với thuật ngữ chuyên môn là “Dữ liệu lớn – Big data”. Dung lượng lớn được hiểu là những công nghệ kỹ thuật hiện nay chưa xây dựng, lưu trữ và quản lý có hiệu quả dữ liệu hiện nay.
Thông tin thế giới ảo vật lý này được kết nối với nhau và được quản lý, khai thác sử dụng bằng những hệ thống công nghệ số liên kết với nhau để làm mờ ranh giới: không gian địa lý trên phạm vi toàn cầu và thời gian có thể xem như hiện tại; các lĩnh vực khoa học mà đặc biệt là vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Nhân loại luôn có được cái nhìn từ tổng quát toàn diện đến chi tiết thế giới hiện tại. Công nghệ được kỳ vọng để giải quyết vấn đề này là “Internet vạn vật – Internet of things”.
Công nghệ có tính tự động hóa ở mức cao hơn nhiều so với tính tự động hóa ở Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3. Tính tự động hóa ở Cuộc cách mạng lần thứ 4 được xem là tự động hóa bằng những chương trình máy tính theo mô hình trí tuệ của con người. Công nghệ được cài đặt chương trình tự động hóa theo mô hình trí tuệ con người có thể tương tác với con người, thực hiện các hành vi thông minh như con người; có thể thay thế con người phân tích, tối ưu hóa, đưa ra quyết định và giải quyết vấn đề thay thế con người. Chương trình tự động hóa được xây dựng bằng những ngôn ngữ máy tính theo mô hình trí tuệ con người được hiểu là “Trí tuệ nhân tạo – Artificial intelligence”.
Công nghệ sinh học là nền tảng để tạo nên những bước lớn trong lĩnh vực nông nghiệp, y học, dược liệu, năng lượng tái tạo… Vật lý hướng phát triển mạnh về nghiên cứu, chế tạo trang thiết bị công nghệ. Chuyển đổi số (CĐS) là quá trình hoàn chỉnh áp dụng số hóa và ứng dụng số hóa ở một cấp độ cao hơn và có quy mô lớn, là quá trình thay đổi phương thức kiến tạo, quản lý, điều hành, sử dụng dữ liệu truyền thống sang một phương thức kiến tạo, quản lý, điều hành, sử dụng dữ liệu dựa trên những nền tảng kỹ thuật số mới như: Dữ liệu lớn, internet vạn vật, trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây… đối với mọi mặt trong đời sống xã hội với mục tiêu tạo nên một bước chuyển lớn về hiệu quả và tổng giá trị sản xuất cho xã hội theo hướng tích cực.