“垂直农业”这一概念最早由美国哥伦比亚大学教授迪克逊德斯帕米尔提出。德斯帕米尔希望在由玻璃和钢筋组成的光线充足的建筑物里能够出产人们所需的食物。比如：在1楼喂养罗非鱼，在12楼种植西红柿……。在建筑物内，所有的水都被循环利用；植物不使用堆肥；产生的甲烷等气体被收集起来变成热量；牲畜的排泄物成为能源的来源等。“垂直农业”，是一种获取食物、处理废弃物的新途径。
垂直农业也叫垂直农耕，是科学家为了研究未来农业发展面临的人口压力及资源匮乏问题所提出的一个新概念，主要任务在于解决资源与空间的充分利用，在于单位面积产量的最大化发挥，所形成的一种农业耕作方式。
或许可以认为，“垂直农业”是当前普遍存在的室内温室的“升级版”，它与室外种植相比有很多优势。在拥有健全环境控制系统的室内种植粮食作物有如下优势：提高水肥利用率；在食物消费地种植食物，节省了从外地运输所需的燃料；在室内种植对地点、气温、湿度、土壤成分等作物生长所需基本要素的选择具有灵活性；不必担心遭遇恶劣的气候条件，如干旱、洪水、疫情等。 和“垂直农业”相近的还有“立体农业”，立体农业的概念有以下含义：
表述之一：
从广义上说，是指根据各种动物、植物、微生物的特性及其对外界生长环境要求各异的特点，在同一单位面积的土地或水域等空间，最大限度地实行种植、栽培、养殖等多层次、多级利用的一种综合农业生产方式。如水田、旱地、水体、基塘、菜园、花园、庭院的立体种养等；林地的株间、行间混交和带状、块状混交等；水体的混养、层养、套养、兼养等均属之。以中国珠江三角洲的桑基、果基、蔗基鱼塘等为典型，具有多层次、多级利用的特点。
从狭义上说，是指地势起伏的高海拔山地、高原地区，农、林、牧业等随自然条件的垂直地带分布不同，按一定规律由低到高相应呈现多层性、多级利用的垂直变化和立体生产布局特点的一种农业。如中国云南、四川西部和青藏高原等地的立体农业均甚突出。这里种植业一般多分布于谷地和谷坡，山地为天然林，间有草地，林线之上为天然草场，具有规律性显著、层次分明的特点。
表述之一：
狭义的立体农业 仅指立体种植而言，是农作物复合群体在时空上的充分利用。根据不同作物的不同特性，如高秆与矮秆、富光与耐荫、早熟与晚熟、深根与浅根、豆科与禾本科，利用它们在生长过程中的时空差，合理地实行科学的间种、套种、混种、复种、轮种等配套种植，形成多种作物、多层次、多时序的立体交叉种植结构。
中义的立体农业 是指在单位面积土地上(水域中)或在一定区域范围内，进行立体种植、立体养殖或立体复合种养，并巧妙地借助模式内人工的投入，提高能量的循环效率、物质转化率及第二性物质的生产量，建立多物种共栖、多层次配置、多时序交错、多级质、能转化的立体农业模式。
广义的立体农业 着眼于整个大农业系统，它包括农业的广度，即生物功能维；农业的深度，即资源开发功能维；农业的高度，即经济增值维。它不是通常直观的立体农业，而是一个经济学的概念，与当前“循环经济”的概念相似。
上述3种观点从不同的角度对立体农业进行理论尝试，都是对传统平面农业单作的扬弃。第一种概念的边界只限于立体多层种植，是农作物轮作、间作、套作在现代农业技术下的延伸和发展，由于概念边界过窄，局限于种植业内部的山、水、田、滩、路的多维利用，忽略了兴起中的林牧(渔)、农牧(渔)复合种、养，以及庭院种、养加工，容易使立体农业同间作、套作混淆起来；第二种概念能够反映出当代中国立体农业的本质特征，它既有区域内垂直梯度的立体种养循环布局，又有单位面积(水体)立面空间的种养(加工)合理配置；第三种概念边界过宽，包容农、工、商综合发展，边界的无限延长无疑否定了立体农业本身的特点，造成与生态农业、农业综合开发、农业现代化之间的概念重叠和模糊，失去了立体农业存在价值。
经过以上分析，可把立体农业的概念总结如下：立体农业是传统农业和现代农业科技相结合的新发展，是传统农业精华的优化组合。具体地说，立体农业是多种相互协调、相互联系的农业生物(植物、动物、微生物)种群，在空间、时间和功能上的多层次综合利用的优化高效农业结构。 随着城市化进程不断加快，人们在城市里修建了越来越多的摩天大楼，它们安装了玻璃窗户，由空调系统来把热量搬到室外。何其浪费能源！于是，人们的目光投向三维空间的充分利用，在大楼里种植粮食作物的想法应运而生。“垂直农业”这一概念最早由美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔提出。德斯帕米尔希望在由玻璃和钢筋组成的光线充足的建筑物里能够种植本地食物，比如在1楼喂养罗非鱼，在12楼种植西红柿……在建筑物内，所有的水都被循环利用；植物不使用堆肥；甲烷被收集起来变成热量；猪圈排泄的废料成为能源的来源，等等。因此，“垂直农业”也被称为“摩天农业”。
