数字孪生最早可以追溯到2003年密歇根大学Michael Grieves教授的产品全生命周期管理(Product lifecycle management，PLM)课程中[5]，初期的数字孪生包含三个部分：真实空间､虚拟空间以及两者的数据流连接
但当时并未将此概念称为数字孪生，Michael Grieves在2003~2005年将这一概念模型称为“镜像空间模型”(Mirrored space dmodel)，在2006~2010年将其称为“信息镜像模型”(Information Mirroring model)[3-4]。2011年，Michael Grieves与美国宇航局JohnVickers合著的《几乎完美：通过PLM推动创新和精益产品》一书中正式将其命名为数字孪生[6]。
美国宇航局为了解决飞行器开发过程中的潜在问题，开发了飞行器的硬件数字孪生体——“铁鸟”（飞控液压系统综合实验台架）作为飞行器的物理模型。随着模拟仿真技术的快速发展，美国宇航局对“铁鸟”进行了全面的数字化，工程师可以利用虚拟模型对过去所发生的事件进行分析或在飞行器建造前进行必要的测试