基础性：智慧城市的实现手段和基础是信息技术大发展。目前为止，信息技术与人类社会结合的广度和深度远远超过其他任何一种技术，任何一个智慧城市建设方案都必须从信息技术的基础设施做起，从每一个具体智慧项目和每一次的光纤入户做起。
先进性：物联网、互联网和云计算都是先进信息技术的体现，物联网和互联网在城市范围内的高度融合需要不断地提高数据采集、信息传播、数据处理和协调决策的速度，只有最先进的信息技术才能完成。
不平衡性：智慧城市理念的先进性和智慧城市建设的高投入性，决定了不同地区、不同领域的发展水平必然不同，智慧城市建设的区域发展存在差异性。
渐进性：智慧城市建设是一项复杂庞大的系统工程，包含各种体现民需的智慧项目和数以万计的感应模块，这些都需要统一安排，循序渐进。
突变性：智慧城市所依赖的信息技术发展存在很大的不确定性，因此必须时刻关注信息技术发展新动向，保持技术的先进性和信息的安全性。
复杂性：各种信息技术的集成仍然存在很大挑战，现实社会和虚拟空间管理模式的融合是更大的挑战。无论是智慧城市建设理念还是技术，都必须在这种复杂性和不确定性中寻找答案。
智慧城市建设包括方方面面的内容，不同特色城市建设智慧城市的重点和路径也不一样，但无论什么样的智慧城市战略和智慧项目类型，都不外乎以下六个方面的内容：
第一，智慧技术--智慧基础设施建设是根本。智慧城市的实现必须依赖于海量信息数据的搜集和存储、数学模型优化分析和高性能计算技术，来实现所有系统的感知、互联互通乃至智能化。这属于智慧基础设施建设的内容。
第二，智慧产业--构建智慧城市建设的可持续发展产业链条。人的智慧与人工智能相结合，进行研发、创造、生产、管理等活动，形成有形或无形的智慧产品以满足社会需要，芯片研发、软件开发、系统集成、动漫、创意设计等都属于智慧产业范畴。智慧产业布局和发展还涉及人才引进和培养、产学研结合等问题。
第三，智慧服务--智慧城市建设的应用和意义所在。智慧服务包括为市民提供其随时、随地、随需可获得的“衣食住行乐财教医”等信息服务；为企业提供方便、快捷的审批、投融资、信用信息等服务。
第四，智慧人文--深层次、全面提升的城市智慧。智慧城市的“慧”特将指智慧人文，是智慧城市区别于智能城市的重要特征。智慧人文包括：充分的智慧城市专业人才支撑；全社会对智慧城市的广泛认知；健全的智慧城市建设体制机制；丰硕的智慧城市建设成果和文化成果。
第五，智慧民生--“智慧”取之于民用之于民为人民服务。智慧民生体现在：市民在工作、生活中可获得一站式、互动式、高效率的信息服务，以及家居生活可实现远程化智能化管理。
第六，智慧管理--智慧城市建设的更高标准要求。包括培养一种欢迎和包容的“群体智慧”以及广泛社会生态系统的组织文化和流程；建设一种更加多元化的、更加社会性的、更迅速的和更多预测性的协作方式。
认识到智慧城市建设过程中的困难，才能让我们尽快地找到解决问题的方法，从而快速有效地应对各种问题。智慧城市建设的难点主要在于：
第一，如何形成广泛的认知？这种认知包括技术、经济、社会、文化、政治、生态等方面的统一理念和统一行动，涉及城市系统中的每一个部分。这个问题解决好了城市生态系统的六个组成部分才能高效协同运转。
第二，如何破解体制的障碍？这里的体制包括行政体制和经济体制。智慧城市建设是一项政府主导的惠民战略，主观上涉及民生的、经济的各方面，是资源共享和利益分配的问题；客观上涉及网络融合（物联网、互联网、云计算）的技术问题和信息安全泄露问题。这些问题既是智慧城市建设的重点也是难点所在。
第三，人才瓶颈如何突破？智慧城市归根结底是高科技的、知识领域的问题，需要借助先进的理念去推动、先进的技术去实现，这些都需要有“智慧”的人才去完成，而具有这种“智慧”的人无疑是稀缺的。无论这些人才是引进还是自己培养，都要有一套统一的方案去规划。
第四，如何形成持续的投资？智慧城市建设是大项目，资金投入量大，回报期长，因此必须在规划初期定好融资策略。目前可选的融资模式主要包括三种：第一，财政资金模式，政府主导并负责投资；第二，政企结合模式，政府提供相关的扶持政策，只支付少量的规划咨询费用，运营商出资建设，拥有一定期限专营权，到期移交政府；第三，完全商业模式，即完全由运营商出资进行建设。每一种模式都有各自的优缺点，各个城市要根据自身情况进行选择。目前看来，政企结合模式不占用很多的财政建设资金，又可以保证政府对项目的掌控权，是各个城市进行智慧城市建设的主要选择模式。
五、智慧城市如何实现
智慧城市是信息技术高度集成、信息应用广泛整合的的网络化、信息化和智能化城市，是以智慧技术、智慧产业、智慧人文、智慧服务、智慧管理、智慧生活等为重要内容的城市发展新模式，是城市信息化的高级阶段。智慧城市的成功实现有赖于信息技术的大发展。阿尔温·托夫勒（章后有专栏介绍）曾预言“电脑网络的建立与普及将彻底改变人类生存及生活模式”，信息网络、数字技术等智能革命正深刻地影响着城市生产、生活、交通等各个领域。
城市是由关系到城市主要功能的不同类型的网络、基础设施和环境六个核心子系统组成的整合系统；这六个核心子系统分别为人（people）、商业（Business）、运输（Transport）、通信（Communication）、水（Water）、能源（Energy）；通过六个子系统的整合协作相互配合，可以有效地促进整个城市管理系统的执行力和高效性。下面我们分别介绍每一个子系统：
人：城市中人的系统涉及人的数量、健康和社会网络。包括公共安全（火情、情和疾病）、医疗、教育和市民的生活质量。
商业：城市的商业系统遵循着一定的行政规章和政治环境规范，包括商业计划的调节，对外开放和投资，劳工立法和产品市场的立法。城市以商业系统作为它繁荣的基础，随着城市在政治和经济领域里扮演角色的日益重要，如何解决在哪些领域需要制定法律和怎样执行这些法律的问题变成了衡量一个城市商业系统有效性和高效性的核心问题。
运输：城市的运输系统包括城市路网的各个方面，主要是公共交通网络、海运和空运。在城市没有采取有效交通管理措施的情况下，效能低下的交通系统会导致运输成本的增加。比如：在2005年，交通拥堵使美国经济活动中的运输环节多花费了780亿美金，拥堵发生的几小时内就可损失掉42亿美金，而且还产生了环境污染和能源浪费问题。这种浪费以每年8%的速度在增长。据估计，交通拥堵的花费在发达国家和发展中国家占国内生产总值的比重为1%到3%。随着汽车拥有数量的增加，这种成本也会不断增加。
通信：城市的通信系统包括电子通讯的基础架构，比如电话、宽带和无线网络。这种接触和传达信息的能力是现代经济的关键，也是一个智能城市的关键。
水：城市的水系统是非常重要的系统，包括整个城市的水循环、水供应和水清洁。水是人类维持生命的基本元素，随着城市规模和数量的增长，一方面水资源越来越紧缺；一方面水资源的浪费情况严重。目前，全球范围水资源有效利用率仅为47%，水资源自然流失和人为原因造成的水资源流失率达53%，每年因为水资源浪费产生的经济损失达140美元。
能源：城市的能源系统，也如它的水系统一样重要，包括能源的产生、能源运输体系以及能源废弃物的处理。能源系统最大的特点是不稳定、不充分和不可持续。
城市运行核心系统的各个组成部分是相互影响、协调合作的。比如一个城市的信息和通讯基础架构是吸引商业和投资的关键；一个城市的运输系统对于商业来说是十分重要的保障因素；水支撑着所有的经济活动，在欧盟和美国，假设经济保持不变，但对水资源的消耗在今后20年将翻一倍……在智慧城市理念规划下六个核心系统实将现充分连接并且可以彼此“对话”，城市管理核心系统对六个子系统进行统一的调度和指挥，整个系统因此变得聪明高效有活力。
如果把智慧城市比作一个功能系统，该系统由智能化的各个行业、各个社会层面、各个组织机构甚至个人组成，这些组成部分借助飞速发展的信息、网络和计算技术，为居住在这个系统内的市民创造出智慧的便捷生活。
我们可以把智慧城市的构成比作三个世界，一个是物理世界，这个世界由我们可以感觉触摸到的东西构成，是城市中的人、车，是医院、是厂房；第二个世界是以互联网组成的虚拟世界，是有线网络、互联网和无线网络三网融合。这个世界我们看不见摸不着，但我们在使用电脑、手机时可以感知得到；第三个世界是由信息技术、决策模型构成的智能世界。这个世界如同人类智慧的大脑，可以对其他两个世界所捕捉的信息进行分析，形成认知，做出正确决策。这三个世界构成了智慧城市的三个分层，三个分层叠加起来，就形成了一个崭新的城市发展空间--智慧城市。下面我们分别讲述智慧城市系统的三个分层及其运作过程：
第一层次是感知层：智慧城市系统中所有的人和物、机构和部门，都是可感应、可度量的信息源，通过运用地理信息系统、全球定位系统、遥感系统、宽带网络、多媒体及虚拟仿真等智慧技术，可以对城市的基础设施、功能、地理空间、人员进行信息自动采集。在这一层面，无数的摄像头、读卡器、感应器24小时对城市系统中的人、组织、交通、水、能源等进行检测，城市系统各微观组成元素的需求不间断地被统一提取到第二层次的网络层进行分析处理；
第二层次是网络层：通过计算机、信息网络和人工智能等技术，对第一步骤收集到的信息进行分析、推理和判断，利用机器“智慧”整合各种需求、模拟各种决策方案。这一层次相当于智慧城市系统的中转站，城市环境、公用事业、城市服务、公民和产业发展等信息被感知层收集到这一层次，利用信息通信技术中的有线网络、无线网络、互联网进行智慧地感知、分析和需求集成，并进一步上传到第三层次的应用层进行决策处理；
