一、技術性探究和專業性布置
數字孿生體是由物理目標、數字鏡像及互動系統組成的一個體系，其成長發育必然經過數化、互動、先知、先覺和共智等幾個環節。實驗室的技術性方向和專業性布置便是按照這些環節有關的技術來確立的。
1.建模
“數化”是對物理世界數字化的環節。這個環節需用將物理目標表述為電子計算機和數據網絡能夠識別的數字模型。建模技術是數字化的關鍵技術，例如測繪掃描、幾何建模、網格剖分、系統建模、流程建模、組織建模等技術。
2.物聯網技術
“數化”中的另一層意思是物理世界自身的狀況變成能夠被電子計算機和數據網絡所能感知、識別和分析，這些狀況包括位置、屬性、性能等。物聯網技術為原子化向比特化轉換出示了完善的解決方案。
3.數字線程
“互動”是數字孿生體的一個關鍵特性，主要指的是物理目標和數字目標之間的動態性互動，當然也暗含了物理目標之間及數字目標之間的互動。后兩者在物聯網技術和仿真模擬世界中已經實現，而前者是數字孿生體獨有的特性。這種動態性互動的需用數字線程技術來完成。
4.仿真模擬
“先知”指的是對物理世界的動態性預測分析。這需要數字目標不只是表述物理世界的幾何樣式，更需要數字模型中融合物理規律和原理，這是仿真模擬世界的優勢。仿真技術不只是創建物理目標的數字化模型，還要按照目前狀況，通過物理學規律和原理來計算、分析和預測分析物理目標的未來狀況。物理目標的目前狀況則通過物聯網技術和數字線程獲取。這種仿真模擬不是對一個環節或一種狀況的仿真模擬，應是全周期時間和全行業領域的動態性仿真模擬，例如產品仿真模擬、虛擬試驗、制造仿真模擬、生產仿真模擬、工廠仿真模擬、物流仿真模擬、運維仿真模擬、組織仿真模擬、流程仿真模擬、交通仿真模擬、人群仿真模擬、戰場仿真模擬等。
5.大數據
如果說“先知”是按照物理目標的可預測性規律和完善原理來預測分析數字孿生體的未來，那“先覺”就是按照不確定性和不完善的信息內容來預知未來，這是大數據的優勢。如果需要數字孿生體越來越智能和智慧，就不應局限于人類對物理世界可預測性知識，其實人類自身就不是完全依賴于可預測性知識而領悟世界的。
6.云計算
“共智”的目標是實現世界上所有數字孿生體智慧的互換和共享，其暗含的前提條件是單個數字孿生體內部各組件的智慧首先是共享的。云計算則為數字孿生體內部和之間進行智慧共享出示了可能。當然，所謂“單個”數字孿生體是人為因素定義的范疇，多個數字孿生單體能夠通過共智產生更大的數字孿生體，這個數量可以是無限的。
二、處理方案和工程化生態
數字孿生體的運用將邁向智能制造、智慧產業及智慧軍事，因此實驗室的工程化落地運用方向也將與之相關的。實驗室將開設工程管理中心，將數字孿生技術在智能制造、智慧產業及智慧軍事等領域的處理方案具體實施落地，完成技術成果向社會價值的轉換。
1.智能制造
數字孿生技術為產品生命周期出示了智能演變階梯。從基于MBSE(基于實體模型的信息系統工程)的先進設計過程，到基于PSE(生產制造信息系統工程)的先進制造過程，及基于IIOT(工業物聯網)的智慧運維過程，都可以運用數字孿生技術完成智能化。數字孿生體實驗室將在智能制造領域開展方案設計和工程化落地。
2.智慧產業
除去產品生產制造領域，在國計民生領域，數字孿生能夠 將各類產業完成智慧化。在數字孿生體實驗室，將對數字孿生城市和數字孿生增材產業管理體系等開展方案設計和工程化落地。
3.智慧軍事
在軍事相關的領域，除軍用品研制能夠 基于數字孿生技術完成智能制造外，在數字孿生戰場和數字孿生戰斗群層面，實驗室將開展方案探究和工程化落地。
數字孿生處理方案及業務開展涉及到的技術非常廣泛，決不局限于實驗室所探究的技術(參見上節)，不同的運用領域和場景都會有海量的特定的技術。因此，實驗室不光是開展技術探究、處理方案設計及工程化落地的機構，也是戰略合作伙伴生態發展服務平臺，與戰略合作伙伴聯合設計更完善和廣泛的處理方案，統一參與工程化落地，共同造福社會。
三、服務平臺研發和規范探究
生態設計需要以一個開放性的技術架構和服務平臺為基礎，否則一個看上去完整的處理方案，其實技術上并不完善。這些專業技術全是各自為政的孤島和煙囪。因此，實驗室將開發數字孿生技術整合框架和集成服務平臺，用以支撐處理方案的工程化落地。
規范則是構架和服務平臺的基礎。實驗室將開展數字孿生體相關的規范的探究，參與國家及國際標準的制定。
四、全球發展
實驗室除去開設北京總部外，將在全球(包括北美、歐洲、日韓等國家和地區)開設分部，以汲取國際前沿科技養分，并開展國際合作。目前已經開設了北美分部。