Międzynarodowe standardy oraz przeglądy literatury definiują cyfrowy bliźniak jako zidentyfikowaną, cyfrową reprezentację określonego obiektu fizycznego lub systemu, powiązaną z nim jednoznacznym odniesieniem oraz stałym przepływem danych w obu kierunkach. W ujęciu ISO cyfrowy bliźniak stanowi element szerszej architektury Internetu rzeczy (IoT), w której dane pomiarowe z czujników i systemów sterowania są łączone z modelami analitycznymi i algorytmami sterowania.
W literaturze przedmiotu rozróżnia się pojęcia „model cyfrowy”, „cyfrowy cień” i „cyfrowy bliźniak”. Model cyfrowy jest statyczną reprezentacją obiektu (np. modelem CAD), która nie jest w sposób ciągły zasilana danymi z rzeczywistego obiektu. Cyfrowy cień (digital shadow) powstaje wówczas, gdy dane z obiektu fizycznego są automatycznie odzwierciedlane w modelu, ale oddziaływanie w drugą stronę (sterowanie obiektem na podstawie modelu) nie jest przewidziane. Pełny cyfrowy bliźniak zakłada natomiast istnienie sprzężenia zwrotnego, w którym model cyfrowy nie tylko odzwierciedla stan obiektu, lecz także umożliwia wpływanie na jego zachowanie poprzez zalecenia lub automatyczne sterowanie.