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人口急速增加和都市化的发展趋势，预计将催促和推动垂直农场产业的发展和成长。垂直农场被认为可以解决食物生产的一些问题，但它是否可以成为食物生产的永续解决方案，专家们认为事实上仍存在挑战。
根据Food Navigator和The Guardian报导，根据联合国的调查，全球人口将从目前的73亿人成长到2030年的85亿人，以及2050年的97亿人。FAO估计，为满足和喂养2050年的人口，届时食物生产将比2007年的水平增加70%，到2050年全球谷类生产必须从21亿吨增加到30亿吨，肉类更需双倍增加到4.7亿吨。
调整和增加更多的土地做为农业生产在一些国家并不一定可能，英国已经使用72%的土地最为农业生产，但仍需进口食物。英国也尝试利用其它方式进行农耕，例如利用二次大战遗留下来的防空隧道进行类似温室种植，发起人Richard Ballard也计划在2019年扩大种植范围。
另一方面，水资源利用也是食物生产的一障碍，OECD统计约有7成的水资源使用是用于农场。气候变迁也恶化生产问题。都市化也让食物生产系统必须以乡间较少劳动力、有限土地和水资源去喂养都市暴增的人口。这些议题都推动著垂直农场的发展。
垂直农场的土地低度使用特性将带来机会，让农业生产走进都市，也可以更靠近都市消费者，从农场到消费民众的距离减少，缩短整个供应链，都市消费者将更感兴趣于食物来源以及更容易接近新鲜营养生产。过去都市民众不容易接近健康的新鲜食物，垂直农场可直接建立在厨房或自家后院，这将是垂直农场发展传达出的最重要讯息。
另外，垂直农场模式的采用将对传统农业供应链产生广泛影响，传统农药物的使用例如合成肥料、杀虫剂和除草剂将明显地减少。另一方面，对暖通风系统(HVAC systems)和控制系统的需求将增加，以对于气候河水管理保持最佳的状态，特殊的LED灯光用于模拟阳光，以及以其它配备来设定室内或室外的架构。
对于垂直农场的研发也包括上述的「智能技术」，用于监控环境状态和最佳化水和矿物质使用。物联网(IoT)技术也将扮演重要角色，可用于记录植物生长数据，农作物的收获将是可追踪的，并且是在其它地方透过计算机或手机监控。
垂直农场以较少土地和水资源可以生产更多食物，并且远离有害的化学肥料和农药。但是在室内堆迭起的架子需要耗费比传统农业更多的能源，即使室内有窗户，但基于其它限制原因，通常也需要人造光线。气候控制系统可提供最佳生长环境，但也相当耗能。
根据英国农业部数据统计，在温室内种植生菜，估计每平方公尺的种植区域每年需要约250 kWh(千瓦时)的能源。根据德国DLR研究中心的相关协同研究，在相同大小种植区域的垂直农场，每年则需要的3,500 kWh的惊人能源消耗。因之，如何改善可接受的能源使用，将是垂直农场未来技术发展的重要议题。
另外垂直农场也有投资资金问题，一旦创投业者抽手，商业业务就停止。例如位于英国Devon的Paignton Zoo在2009年创立，是最早期的垂直农场新创公司之一，使用VertiCrop系统种植绿叶蔬菜，5年后由于后继资金不足，该系统也走入历史。后续公司为Valcent，之后成为Alterrus公司，开始在加拿大创立屋顶温室的种植方式，最后也以破产收场。
