数字孪生城市的理论基础源于信息物理系统(CyberPhysicalSystems，CPS)和数字孪生（DigitalTwin，DT）。信息物理系统是集计算、通信与操控于一体的新一代智能系统。信息物理系统利用人机交互接口实现和物理进程的信息交互，运用网络化空间远程、可靠、实时、安全、协作方式操控物理实体。数字孪生是充分运用物理模型、传感器更新、运作历史等数据信息，集成化多物理量、多尺度、多概率进行仿真模拟，在虚拟空间中完成映射，进而呈现相对应的实体的生命周期全过程。