免受自然环境变化的影响，同时也能极大削弱对环境的反作用力，垂直农场被看作未来可持续农业的理想模式。过于理想则可能无从实现。许多创新既是必然也有偶然，必然主导了方向，偶然造就了过程。
2010年以来，被近十亿美元投资灌溉着的垂直农场无法急速催熟。在此之前，垂直农场也已有五十年甚至超百年的过往，透过往事，我们将更深刻的理解它的初心与原生动力，更好地预见它的未来。
垂直，诞于城市危机
我们今天所说是的垂直农业，其关键词“垂直“形式的布局构想由来已久，撇开各种古老文明不说，在接近现代生活历史中溯源，这一构想并非出自从事农场耕作的农民，而是艺术家与城市规划学家。1909年3月在Life杂志上整版刊登了A.B. Walker的漫画作品，展示了一个多层空中花园式的城市家园。传统的房屋层层堆叠在一个开放式的摩天大楼似的框架上。而作品下配的阐释文字则出自于 一家地产公司。此后，整个20世纪出现了不少与此关联的建筑方面的讨论。
A.B. Walker漫画创作,1909年Life杂志
20世纪70年代，作为城市规划学及建筑师的Rem Koolhaas根据Walker的艺术性创作，融合城市建筑师的思维，将其看作摩天大楼的理想性能。以层叠框架的形式，构造一个集成多种生活场景的纵向延伸的空间。Koolhaas主张向垂直方向去思考，并将他的一些相关想法写进了1972年出版的著作《癫狂的纽约》（（Delirious New York）），引起了广泛关注。
这里涉及当时的大背景。进入20世纪后，美国一直处于快速城市化的进程中，发展过快导致了诸多城市病，例如拥堵、污染、生活成本高昂等，各种城市弊端积累到70年代，引发了逆城市化运动。可见城市危机的严重。也是在上世纪70年代初，能源危机爆发，除了美国，欧洲各国领导人也非常担心不断增长的人口、加剧的污染和飙升的粮食价格，担心在21世纪初将造成严重的粮食危机。联合国成员国于1975年初在罗马召开了粮食会议，会议结论大意就是说：“来不及了，赶紧行动！”
在这样的背景下，垂直布局构想的初衷与城市生活密切相关，与解决城市化带来的困境与危机有关。现如今所激烈探讨的，以垂直农场方式实现城市种植的理念本源一致。
城市的密集人口对食物需求量庞大，同时能用于耕种的土地稀缺，从外围运输粮食流通环节成本高，加重城市生活负担，以及城市人对不能兼得的宽敞田园的渴望，等等这些推进形成了垂直结构这样最大化利用土地资源的构想。
可控，破解极端条件下的不可为
进入20世纪70年代末期，美国国家航空航天局NASA开始运作一个名为CELSS（Controlled Ecological Life Support）的研究部门，后又演变为ALS（Advanced Life Support）项目，以研究在失去地球自然生态的太空中，如何以可行的人工方式种植作物。在完全封闭的人工控制系统中，优化光照、温度、相对湿度、空气流通及营养肥料组合，寻求粮食作物种植方法。从一下面的项目进程图中可以看到，所试验的作物范围广泛，包括小麦、稻米、大豆、土豆以及如今垂直农场主流的绿叶蔬菜。
NASA的CELSS和ALS项目推进
早在一百多年前，农民们开始尝试在类似容器装置中种植作物以免受环境变化影响。最早是一个简单的小盒子，上面放着一块玻璃，之后迅速发展成小规模温室。人们兴奋的发现，这一种植新技术为多种植物创造更好的生长条件，也是一定程度人为干预环境的室内种植的雏形。而NASA的CELSS可以说是一个极端情况，在自然条件极端不可为下而为之的探索。
这一探索中有一些意义深远的发现。当年CELSS部门开发了基于水培的高效作物营养系统，其用水量比常规地面栽培少约90％。这让研究者意识到在可控条件下种植作物，有可能极大节省资源。要知道农业生产占用了70%的水资源。原本用以破解极端自然环境下的不可为，变成了可持续性农业模式的探索方向，反向减少农业对环境资源的索取与破坏。
当时作为博士后在CELSS部门从事研究工作的Joel Cuello是因此对可持续农业产生信念的代表人物：“NASA使我明确了以可持续的方式生产食物的想法和重要性。” Cuello也由此成为可持续农业尤其垂直农业领域的著名倡导者和研究者，一直坚持至今。现今Joel Cuello是垂直农业协会(AVF)副主席，亚利桑那大学生物系统工程教授。
事实上，早于NASA近20年，当时的苏联太空计划从1961年开始着手发展自己的生物再生空间生命维持系统。1968年，苏联首次实现在完全封闭的称之为Bios-2的可控环境系统中种植作物。Bios-2位于西伯利亚城市克拉斯诺亚尔斯克，在那里他们成功地种植了小麦、胡萝卜、黄瓜和其他蔬菜作物。此后苏联在1972年建造了一个经过改进的地下试验设施Bios-3。
美苏两国的太空计划为后来商业性室内种植工厂奠定了基础。在美国General Mills公司, Castle & Cooke, Whittaker 以及GE等都尝试了水培种植工厂。其中多数在20世纪70年代建立的，并在80年代运营，但最终都因成本过高而以失败告终。
2009，垂直农场的兴起
以垂直的方式要空间，以人工控制的方式应对自然环境的不利，这两个思路结合起来就成了今天的垂直农场。
到2009年有一起引起广泛关注的事件，成为了垂直农场发展的触发器。在英国一家名为Valcent的公司开发了VertiCrop?商业化垂直农场系统，在2009年开始正是启用，当年号称是世界第一个商业应用的垂直农场系统。当年，著名的时代杂志将其选入50个世界顶尖发明之一。
Time时代杂志将Valcent的垂直农场系统评为50个顶尖发明之一