2008年，IBM公司首席执行官彭明盛提出了智慧地球（Smarter Planet）的概念，他认为智慧地球的三要素是物联化、智能化、互联化。智能化的技术正时时刻刻被应用到生活的方方面面，如医疗、交通、电力、教育等，基于此，一系列的智慧化的行业解决方案很快被衍生出来，其中就包括智慧教育、智慧校园。

关于智慧实验室目前尚未有统一的概念，研究者从不同的角度来阐述智慧实验室，形成了各式各样的观点。周春月等认为智慧实验室是以物联网技术为核心，借助新一代信息技术实现实验室的智能化、安全化、可视化管理，资源的互联与信息共享，人员的互动协作等全面的智能感知实验环境和综合信息服务平台。

智慧实验室是以现代教育思想与理念为指导，以提高学生实践能力和创新能力为目标，将物联网、互联网、云计算、大数据、智能技术等新一代信息技术有机融合于实验室的管理和教学过程中，建设成具有全面感知物理环境、智能化管理与控制、教学过程可视化记录与评价、资源和信息互联共享、师生协作与互动一体化的实验室学习空间和“一站式”服务平台，实现实验室建设的进一步精细化动态化管理、全时空管理、全要素管理、全生命周期管理。智慧实验室通过将新一代信息技术和智能化设备与实验室有机融合，以现代教育思想与理念为指导，基于物联网技术构建全面感知的物理环境，基于互联网构建开放、互动、共享的综合实验信息服务平台，基于智能控制技术构建可视化、智能化的自动化管理和监控，基于云计算、大数据等技术实现实验教学过程的可视化采集、传输、交互、评价、应用和服务。

在对智慧实验室内涵分析的基础上，秉承模块化设计理念，笔者认为在基础硬件设施上，可将物联网、云计算、大数据、移动互联等信息技术与实验室的基础设备和应用系统进行有机融合，从基础设施、网络环境、硬件、软件四要素出发，搭建一个由设备感知层、智能控制层、网络层、服务层、业务应用层、用户层组成的系统体系结构。