德国在《工业4.0战略计划实施》报告中，对工业4.0做了严格的定义：工业4.0概念指第四次工业革命，它意味着在产品生命周期内对整个价值创造链的组织和控制再进一步，即意味着从创意、订单、生产、终端客户产品交付，再到废物循环利用，包括与之紧密联系的各服务行业，在各个阶段都能更好满足日益个性化的客户需求。所有参与价值创造的相关实体形成网络，获得随时从数据中创造最大价值流的能力，从而实现所有相关信息的实时分享。以此为基础，通过人、物和系统的连接，实现企业价值网络的动态建立、实时优化和自组织，根据不同的标准，对成本、效率和能耗进行优化。
德国工业4.0的主要内容可以概括为：一个网络、双重战略、三项集成、八项举措、十七项主题。
（1）一个网络（CPS）：信息物理网络
智能环境下的信息物理系统是基于通信技术将智能机器、仓储系统以及生产设备的电子化融合到整个网络中，涵盖内部物流、生产、市场销售、外部物流以及延伸服务，并使得它们相互之间可以独立的信息交换、进程控制、触发行动等，以此达到全部生产过程的智能化，从而将资源、信息、物体以及人紧密地联系在一起，进而创造物联网及服务互联网，并将生产工厂转变为一个智能环境。
（2）双重战略：领先的供应商策略、主导市场战略
（3）三项集成
横向集成是企业之间通过价值链以及信息网络所实现的一种资源整合，是为了实现各企业间的无缝合作，提供实时产品与服务；纵向集成是基于未来智能工厂中网络化的制造体系，实现个性化定制生产，替代传统的固定式生产流程（如生产流水线）；端对端集成是指贯穿整个价值链的工程化数字集成，是在所有终端数字化的前提下实现的基于价值链与不同公司之间的一种整合，这将最大限度地实现个性化定制。
（8）八项举措
1）标准化和参考架构：这贯穿整个价值网络，工业4.0将一些不同公司的网络进行集成。只有开发出一套单一的共同标准，这种合作伙伴关系才可能形成。因此需要一个参考架构为这些标准提供技术说明，并促使其执行。
2）管理复杂系统：产品和制造系统日趋复杂，适当的计划和解释性模型可以为日益复杂的管理提供基础。因此，工程师们需要学会开发这些模型的方法和工具。
3）基础设施建设：为工业建立全面宽频的基础设施——可靠、全面和高质量的通信网络是工业4.0的一个关键要求。因此，不论是德国内部，还是德国与其伙伴国家之间，都需要对宽带互联网基础设施进行大规模扩展。
4）安全和保障：安全和保障对于智能制造系统的成功至关重要。最重要的是要确保生产设施和产品本身不能对人和环境构成威胁。与此同时，对于生产设施和产品，尤其是它们包含的数据和信息，需要加以保护，防止滥用和未经授权的获取，这要求部署统一的安全保障架构和独特的标识符，还要相应地加强员工培训以及增加持续的专业发展内容。
5）工作的组织和设计：在智能工厂中，员工的角色将发生显著变化。工作中的实时控制将越来越多，这将改变工作内容、工作流程和工作环境。在工作组织中，应用社会技术方法将使员工有机会承担更大责任，同时促进他们个人的发展。若使其成为可能，有必要设置针对员工的参与性工作设计和终身学习方案，并启动模型参考项目。
6）培训和持续的专业发展：工业4.0将极大地改变员工的工作和技能。因此，有必要制定促进学习、使其终身学习和以工作场所为基础的持续专业发展的计划，实施适当的培训策略和组织工作。为了实现这一目标，应推动示范项目和“***实践网络”，以及研究数字学习技术。
7）监管框架：虽然工业4.0中新的制造工艺和横向业务网络开发需要遵守法律，但是考虑到新的创新，也需要调整现行的法规。相关挑战包括保护企业数据、责任问题、处理个人数据以及贸易限制。这将不仅需要立法，而且也需要代表企业的其他类型的行动，包括准则、示范合同和公司协议或如审计这样的自我监管措施。
8）资源利用效率：即使抛开高成本不谈，制造业会消耗大量的原材料和能源，也对环境和安全供给带来了若干威胁。工业4.0将提高资源的生产率与利用效率。这就有必要在对智能工厂投入的额外资源与产生的节约潜力之间进行平衡。
（9）十七项主题