農業生產受環境條件的影響很大，尤其是氣候條件與土壤資源，而氣候條件的變化對農業的生產力、穩定性及耕作制度所產生的影響最為重大。目前全球使用過度的各類化學燃料、人工化學產品，導致全球暖化氣候變遷日益嚴重，氣候變化極度不穩定、天然災害頻率增加，造成全球農業糧食產量不穩定供應，也相對提高了我國進口糧食之風險。根據氣象局統計每年侵台的颱風由3.2個上修至3.5個，因此全球氣候變化議題對台灣來說更不可能置身事外。
台灣農業面對全球氣候變遷與競爭之際，除追求永續發展，更須將安全、品質、速度等決定產業優勢關鍵因素，輔以科技化、資訊化與企業化等方式，促進農業轉型升級，落實農業永續經營之理念。
台灣本身以農立國，但傳統農業生產為靠天吃飯，風調雨順，產量就會大增，供過於求價格因而大跌，但消費者卻未必可買到廉價的農產品；若天候不佳，則農民的辛苦付諸流水，造成農家收益不佳，消費者亦須多花錢才能買到農產品。
為使農業能不受氣候影響其產量，農委會自民國70年代起即推動設施農業，此階段推動的為簡易設施，主要是因應風災雨後，可以及早供應民眾新鮮的葉菜類，同時在設施下生產之蔬菜，不但可縮短生育期，亦可減少施用農藥，保障消費者食的安全，同時還能增加農民收益，此為設施農業之先驅。
自民國90年代起，則有農民投入溫室生產，尤以蝴蝶蘭最具代表性，發展至今已走向大型的環控溫室，配合加降溫設備如水牆、風扇、加溫機或熱泵的使用、自動化控制系統的應用，大幅提升蝴蝶蘭的生產效能，讓農產品也能像工業產品般定時、定量的穩定生產，農業生產邁入工場化。近年更將農業導向環境控制，在農業上環境控制之應用簡稱環控農業 C.E.A，環控農業與傳統露地（粗放）農業的最大區別在於前者去除了靠天吃飯的不利因素，由被動的農業轉而為主動的農業。
近年來台灣亦嘗試引進使用植物工場之概念發展新的農業耕種模式，臺灣大學生物產業機電工程學系方煒教授亦曾於植物工場相關研討會提出台灣具備發展植物工廠的優勢，因為台灣本身的半導體產業發達，相關產業舉凡空調、無塵室、隔熱資材、節能燈具、控制系統、滅菌技術、機電設備等上下游廠商眾多，皆能提供建構植物工廠需要的設備。此外台灣人才具有優勢，每年農學院與生命科學院的畢業生有數千人。
日本近年來為因應全球氣候變遷，亦積極投入各項農業技術研發，而植物工場更是其中的一個重要項目。植物工場的概念起源於日本，日本千葉大學園藝學部後藤英司教授表示，日本在栽培生產植物方面，主要是利用無塵、溫室等環境調節下的「園藝設施」，及自然光併用型、完全人工照光型的「植物工場」等嶄新技術 ，但直到近年植物工場才真正落實發展，這是由於人工光照技術的進步，加上政策鼓勵農民、企業設廠，並投資學校、企業進行教育訓練及研發，許多建設、食品、紡織業者皆展開創新農業相關事業，植物工場才再度開始蓬勃發展。
植物工廠依使用光源的不同主要可分成『太陽光利用型』、『完全控制型』兩種。『完全控制型植物工場』不僅使用人工光源，連溫度、濕度、二氧化碳濃度、培養液等，凡對植物生長有影響的主要環境條件，都以人工來控制，所以可以說是理想的植物工廠。且其依作物行光合作用的特性又可區分為兩大類：（1）需使用人工光源，主要應用於萵苣、菠菜栽培、蝴蝶蘭小苗栽培；（2）不需人工光源，主要栽種植物對象例如豆芽菜與菇類等。
而『太陽光利用型植物工場』實質上是具環境控制能力溫室的延伸，依照種植環境輔以各種環境控制諸如加溫、降溫、補光、二氧化碳濃度、施肥等，再配合種植的品種等多管齊下方式，達到全年農產生產的目標。
目前日本政府亦大力推廣糧食自給率的提升，日本消費者也十分重視食品安全及糧食產地，其中有一稱為「店產店銷」的商業模式十分吸引消費者目光。目前許多餐飲業者推行此模式，其中最知名的應屬大型連鎖三明治業者Subway，該公司與株式会社リバネス（Leave a Nest Co, Ltd.）合作，以「植物工廠」（Plant factory）的無土栽培技術，透過對光照、營養液、溫度、水質以及二氧化碳濃度等的環境優化控制，縮短作物的生長周期，提高生產效能要求的，同時採用多層、立體式栽培方式，大大提高栽種的空間利用率及作物產量。
在這個「蔬菜實驗室」概念店吃潛艇堡，消費者可以一邊用餐，一邊觀賞位於店中央「植物工廠」萵苣的生長狀況。這種無農藥的安心食材供應可讓消費者吃得安心。
目前全球農業面臨諸多天候困境，雖然目前植物工場受限於技術發展，及其能源使用的效益仍不合乎預期，但只要有周延而完善的考量和管理，隨技術的提升，未來仍很可能推出更友善環境的設計，而成為解決諸多農業生產困境的解決方案。