到2050年，世界人口预计将达到90亿，据估计，粮食产量必须增长70%，才能满足全球人口的粮食需求。这意味着在接下来的30年里，农场必须产出前所未有的更多数量的粮食。但是当前的耕地数量并不能满足，并且由于全球森林砍伐(包括荒漠化和洪水)的负面影响，也不能砍伐更多的森林来耕种，加剧温室效应。提高生产效率成为了唯一出路。而垂直农业便是除了传统增产抗逆等技术外，最有效的农业技术变革，垂直农业必将成为未来农业领域的主角之一。
优 势
垂直农业相比于传统大田，优势有许多。
全年可不间断生产。一年四季都能随心所欲地安排生产计划，所有产品都是“应季”作物。
单位产量高。垂直农场技术能够合理达到更短的生长周期和更快的收获，这意味着每年可以在比传统农场小得多的空间内种植更多的食物。垂直农场单位面积的粮食产量可达到传统农场的350倍以上。
质量产量稳定，工业化的生产使得收获的作物更加均一，更符合市场标准，减少“残次品”导致的浪费。
减少肥料用量，垂直农业能够将用水量减少95%的同时，可以通过严控制，防风雨，防传染，来减少对化学农药的需求。
缩短供应链，这意味着在城市生产的作物直接销售，减去了很多运输距离和时间，既能够保证食物新鲜，又减少了供应链浪费。
同样面积的垂直农场、大棚、露天农田的耗水量、产出和运输距离
面临的挑战
尽管垂直农业有着诸多的优势，但是也面临许多挑战等待人们去克服。
首先垂直农场需要的电量巨大，这也是目前相关技术正在进步的领域，尤其在照明设备，LED灯为植物提供光照以进行光合作用，当前在全球范围内大约60%的电能仍然来源于化石燃料，这也会产生大量的温室气体。目前，技术进步使农用LED灯的效率在不断提高，但是除湿和冷却系统也要消耗很多电能。
而建造垂直农场时，需要的玻璃、钢材和混凝土等建筑材料，需要经营者投入不菲的前期成本，同时制造这些材料也会产生很高的二氧化碳排放量;在生产时，也要持续的运营成本，大量的化肥需求也会产生成本和环保上的压力。
当然，垂直农场并不适用于当前所有的农作物，比如玉米、小麦等。垂直农场需要适合它的作物，要设计新的作物才能发挥垂直农场的优点，比如生长迅速、容易接受人工光源、植株低矮等特点。康奈尔大学的一位教授计算，如果在室内种植小麦，那么用该小麦制成的一块面包的电力成本将为11美元。
