垂直耕作，即在城市环境中建立一些垂直农场，这是一个双赢的理念，可以以“更可持续”的方式生产粮食和减少浪费、污染和碳排放。“垂直农场”是哥伦比亚大学公共健康学教授迪克森·戴波米亚提出的概念。
到2050年以后，世界80%的人口将住在城市。随着越来越多的人青睐于有益身体健康的绿色食品，使粮食生产必须靠近人口集中的城市。垂直农场的问世，并不意味着消除传统的农村种植，而只是为了减少对土地的过分依赖，缓解耕地面积不足的压力，使一些土地回归自然或变为森林。据测算，每英亩室内种植就可释放10至20英亩的农田用地返回到自然生态环境，在大多数情况下是转变为阔叶林。
城市垂直农场将为周边地区，甚至整个地球创造非常大的生态效益。垂直农场将依靠水耕法的有机农业技术，这意味着无需农药和合成肥料，也没有污染物注入水道。垂直农场将会高效地生产粮食和蔬菜瓜果，城市中农场大厦林立，消除了重型机械和农业设备的大量使用。灌溉水可能来自处理过的雨水，水的循环使用和有效利用可大大缓解水危机。
由于垂直农场位于城市中心，消除了运输及相关的环境影响。各类农作物将得到密切监测，并得到准确的生长条件，从而提高产量。室内种植不会受到洪水、干旱、飓风等自然灾害造成的影响。更为重要的是，绿色高科技工作将成为种植人员，研究人员，技术人员，供应商和更多人的工作。
为了建立这样一个高科技农场，大量的可持续技术将得到综合利用。这些技术目前都在使用，但不是所有的技术都被纳入一个站点综合利用。雨水将被处理用于灌溉，再与水回收系统结合起来，利用气培法和水耕法收集未使用的水。每种作物的环境条件将受到严格控制，使作物得到最大限度地生长，同时尽量减少水分和养分的使用。来自作物的废物或制成堆肥，或者与动物废料合并，作为建筑物内的燃料。能源将来自像太阳和风能等可再生资源，而节能建筑技术将减少能源需求，理想的建筑能够创造出比其所需的更多的能量。
垂直农场内的农作物生产一年四季都可进行，室内种植面积1英亩的生产力相当于室外4至6英亩甚至更大面积的生产力。农场内将种植各种蔬菜、水果和谷物， 奶制品、家禽、鱼和猪也一应具全。据垂直农场研究员戴波米亚估计，一个垂直农场足够养活5万人。
虽然有些人可能认为，把农场变成一个工业化工厂也意味着我们正在远离自然，这一说法其实忽略了垂直农场的很多好处，无论是我们人类还是地球，都会受益于这样的农业高科技。垂直农场永远无法完全取代传统的农业，但肯定会缓解耕地面积不足的压力，解决未来农业问题，并希望消除寻求转基因作物、水危机和食物短缺的压力。
