Với những tiến bộ công nghệ hiện nay, các chuyên gia sẽ số hóa và kết nối các hệ thống với nhau một cách chặt chẽ và thông suốt để nhận biết, phân tích và tích hợp dữ liệu giúp cơ sở hạ tầng thành phố hoạt động hiệu quả hơn.
Các công ty công nghệ nổi tiếng thế giới như là Siemens, IBM, Intel và Cisco đều tin rằng các thành phố thông minh phải được kết nối trong một mạng khổng lồ. IBM hiện có 2.000 dự án thành phố thông minh trên khắp thế giới - từ các hệ thống phân tích ngăn ngừa tội phạm ở các bang Portland, Oregon cho đến các ngân hàng dữ liệu cung cấp nước sạch ở California của Mỹ, và đến các hệ thống giao thông công cộng thông minh ở tỉnh Zhenjiang của Trung Quốc.
Dự án hàng đầu của IBM đang thực hiện ở thành phố Rio de Janeiro của Brazil, nơi xây dựng một trung tâm điều hành được mô tả là "trung khu thần kinh" của thành phố. Dự án với sự hợp tác của 30 cơ quan chính quyền và các nhà cung cấp các ứng dụng di động giúp người dân thành phố được thông tin kịp thời về những tai nạn tiềm ẩn, những "điểm đen" giao thông và các vấn đề khác của môi trường thành thị.
Dự án cũng nhằm giải quyết những trận lụt thường xuyên đe dọa thành phố. Hiện nay, giới chức phụ trách giao thông tại Singapore, thành phố Brisbane (Australia) và Stockholm (Thụy Điển) đang sử dụng các hệ thống cảm biến thông minh để hạn chế nạn kẹt xe và ô nhiễm không khí.
Từ năm 2012, Ấn Độ cũng bắt đầu cho triển khai dự án sử dụng xe taxi nhỏ chạy bằng điện lưu thông trên cao gọi là PRT (Personal Rapid Transit) tại 6 thành phố lớn trong đó có thành phố Mumbai. Các công nghệ tiên tiến phân tích dữ liệu, giám sát an ninh không dây và video an ninh cũng được ứng dụng triệt để tại các thành phố lớn và phức tạp như New York của Mỹ để phòng chống tội phạm và bảo đảm an ninh cho người dân.
Dự án giám sát hình ảnh bằng công nghệ camera mới gọi là AutoDome 300 và AutoDome 100 liên kết với nhau qua mạng cáp quang đã giúp thành phố Wanneroo (Australia) trở nên an toàn hơn trước loại tội phạm tấn công bạo lực.
Nếu như các thành phố trong quá khứ được phát triển do con người, thì các thành phố tương lai hình thành từ các ý tưởng và hiện nay đã có nhiều dự án cạnh tranh cho không gian thành thị tương lai. Một trong những ý tưởng quan trọng là xanh hóa thành phố. Các chuyên gia nhận định những thành phố tương lai sẽ không có khí thải với những chiếc ôtô điện và xe đạp lưu thông trên đường phố, bầu không khí sẽ trong lành đến mức mọi người có thể mở toang cửa sổ để hít thở khí trời.
Thành phố xanh sẽ bao gồm những tòa nhà chọc trời được thiết kế với các không gian xanh bao phủ bên trong lẫn bên ngoài, những nhà kính hay những "nông trại" thẳng đứng tạo cảm giác hài hòa giữa thành thị và nông thôn.
Gần 40% diện tích thành phố Putrajaya xây dựng với kinh phí khoảng 8,1 tỉ USD của Malaysia được dành cho phát triển cây xanh và thành phố nổi bật với những tòa nhà được phủ xanh nằm dọc theo đại lộ chính Putra và bầu không khí hoàn toàn trong lành.
Putrajaya có thể được coi là thành phố thông minh tiêu biểu cho tương lai, với mọi công trình được quản lý bằng các ứng dụng công nghệ tin học tiên tiến nhất hiện nay. Mỗi người dân Putrajaya đều sở hữu thẻ từ chứa đựng mọi thông tin cá nhân về nhóm máu, tài chính, tình trạng việc làm v.v… để sử dụng thay cho chìa khóa mở cửa nhà, thanh toán tại siêu thị… Học sinh ở Putrajaya được học tập hoàn toàn trên máy vi tính cũng như thông tin liên lạc giữa nhà trường và phụ huynh cũng ứng dụng công nghệ tin học.
Hàn Quốc cũng được biết đến là quốc gia thành công trong lĩnh vực tăng trưởng xanh với các dự án xây dựng thành phố thông minh và xanh (U-City và Green City) ở khắp các khu đô thị mới của nước này.
Năm 2012, Mỹ đã triển khai dự án 1 tỉ USD xây dựng thành phố thông minh gọi là CITE (Trung tâm Nghiên cứu phát triển công nghệ và thử nghiệm) với diện tích khoảng 38km2 tại hạt Lea bang New Mexico dành riêng cho các cuộc nghiên cứu khoa học phục vụ môi trường sống thành thị tương lai.
Tại CITE, các nhà khoa học thử nghiệm mọi thứ, từ hệ thống giao thông, mạng không dây thế hệ mới cho đến các thiết bị gia dụng tự động hoàn toàn
