식물공장이 갖추어야 할 요소로는 시설 및 건조물, 인공조명 장치, 공기조화 장치, 가스조절 장치, 수경재배 시스템, 이송장치,자동화 설비 등이 있다. 물론 이러한 구성요소는 식물공장의 유형이나 수준에 따라 차이가 크다.

먼저, 식물공장의 시설로는 공장설비, 재배공간과 통로, 단열구조, 내외벽 등이 있고, 건축물로는 준비실, 파종실, 재배실,수확실, 포장실, 수송실, 저장실, 조직배양실, 세포배양실, 창고, 제어실, 사무실 등으로 구성할 수 있다.

인공조명 장치는 주로 열이 적고 빛이 충분한 조명장치로 구성하여야 하는데, 이때 고려되어야 할 조명 성능으로는 광원, 광질,광량, 광강도, 광주기 등이 있다.
공기조화 장치는 냉난방 및 환기를 위한 요소로서, 히트펌프, 축열재, 냉·난방장치 등이 있으며, 가스조절 장치는 탄산가스의공급량을 자동 조절할 수 있는 장치를 말한다.

수경재배 시스템은 작물의 생산토대가 되는 장치로서 수원, 수질정화, 양액 및 양액조제·공급·순환, 배수, 배지 등으로 구성된다.
이송 장치는 자동생산라인과 관련되는데, 이 때 중요한 기술적인 요소가 자동화 및 환경조건의 균일화로서, 평면식과 입체식으로구분할 수 있다. 기타 자동화 설비로는 파종, 육묘, 이식, 재식간격 조절, 수확, 포장 등을 자동화할 수 있는 시스템으로서, 일종의 농업용 로봇시스템으로 볼 수 있다.

나아가 식물공장은 구성요소의 차이와 제어 수준에 따라 부분제어형(태양광 병용형)과 완전제어형으로 구분할 수 있다.
태양광 병용형은 유리 또는 플라스틱 필름 등을 활용하여 맑은 날과 밝은 시간에는 태양광을 이용하고, 비가 오는 날과 어두운 시간 등 빛이 부족한 시기에는 인공조명을 활용하는 형태이다. 부분 제어형과 완전 제어형은 광원뿐만 아니라  공조 및 환경제어 등에 있어서도 발전의 차이를 보이고 있다.

또한 식물공장은 또 식물배치 형태에 따라 입체식과 평면식으로 구분될 수 있으며, 작물의 이동 여부에 따라 고정식과 이동식으로  구분할 수 있다. 그리고 이동형태에 따라서는 로터리벤치 방식, 수직컨베이어 방식, 횡형다단 컨베이어 방식, 수평이동 방식, 현수순환 방식, 트라이앵글 방식, 부유순환 방식 등으로 나눌 수 있다.