Nông nghiệp thẳng đứng còn được gọi là Arcology (khái niệm là sự kết hợp của “Architechture” và “Ecology” (kiến trúc sinh thái), được sử dụng để mô tả cơ sở hạ tầng khép kín làm giảm tác động của con người vào môi trường tự nhiên) hay nông nghiệp thành phố, nông nghiệp môi trường, nông nghiệp được kiểm soát nông nghiệp tích hợp xây dựng.

Nông nghiệp thẳng đứng là nông nghiệp ở các thành phố cao tầng, hay còn được gọi là trang trại dọc. Chiều thẳng đứng không chỉ đề cập đến thực tế là cây thường được trồng trong những tòa nhà kính chọc trời, mà còn đến những giàn giáo thẳng đứng cho phép các hàng cây mọc nối đuôi nhau. Trang trại dọc làm tăng nguồn cung thực phẩm ở các thành phố đông dân, đồng thời hạn chế sự hiện diện của nông nghiệp thông thường. Ngoài rau và trái cây, canh tác theo chiều dọc còn có thể được sử dụng để nuôi cá và gà. Đèn LED mô phỏng ánh sáng mặt trời trong một môi trường được kiểm soát hoàn toàn. Máy tính giúp đảm bảo mỗi khay trồng cây nhận được lượng ánh sáng và nước bằng nhau. Nông dân canh tác theo chiều dọc thường quản lý một loạt các trang trại dọc, bởi vì các ứng dụng và máy tính cho phép điều khiển từ xa. Nếu xảy ra sự cố, ví dụ một máy bơm nước bị hỏng, thì họ sẽ nhận được tin nhắn trên điện thoại thông minh của họ.

Gần đây, trang trại thẳng đứng được xây dựng tại Singapo và ở tiểu bang Pennsylvania (Hoa Kỳ). Mặc dù Hà Lan là nước có nền nông nghiệp tiên tiến bậc nhất thế giới, nhưng chỉ có vài dự án được thực hiện. Lý do là, thường rất khó biến đổi các văn phòng để thích ứng với mô hình trang trại thẳng đứng vì có quá ít ánh sáng mặt trời để cho cây phát triển. Tuy vậy, công nghệ hiện tại đã tiến bộ rất nhiều để có thể trồng cây mà không cần ánh mặt trời tự nhiên. Những lợi thế của nông nghiệp thẳng đứng bao gồm: không mất mùa do thời tiết, sâu bệnh hoặc động vật, năng suất trên mỗi m² cao hơn, vùng sản xuất gần với khách hàng hoặc thị trường hơn, không có tác động tiêu cực lên đa dạng sinh học hoặc làm tổn hại tới đất, ít phát thải CO₂, sử dụng nước tối thiểu thông qua tái chế và sử dụng nhiên liệu hóa thạch ít đi  (không cần máy kéo, máy cày hoặc xe vận chuyển).

Năm 2050, 80% dân số toàn cầu, lúc đó là 9 tỷ người, sẽ sống trong thành phố. Nông nghiệp thẳng đứng sẽ cho phép sản xuất gần với người tiêu dùng hơn, do đó cắt giảm chi phí vận chuyển. Có thể tìm các thiết kế trang trại thẳng đứng tiên tiến trong lĩnh vực “Arcology”, đó là một loạt các nguyên tắc thiết kế kiến ​​trúc của Paolo Soleri (Kiến trúc sư người Italia, giảng viên Trường kiến trúc, ĐH Bang Arizona, tác giả sách “Arcology - City in the Image of Man”). Những quy tắc này hướng tới môi trường sống khổng lồ với mật độ dân số cực cao bao gồm nhà ở, công nghiệp và nông nghiệp, và được thiết kế để ít tổn hại nhất tới môi trường, trong khi đó lại tự chủ được về kinh tế. Nông nghiệp thẳng đứng có thể góp phần thúc đẩy sản xuất lương thực mà không phải phụ thuộc quá nhiều vào vận chuyển. Nông nghiệp thẳng đứng cũng rất phù hợp cho các hộ gia đình hoặc cộng đồng.

P.A.T (NASATI)