Architektury cyfrowych bliźniaków dzieli się często na warstwy, obejmujące pozyskiwanie danych, ich integrację i przechowywanie, modelowanie i symulację, analitykę danych oraz warstwę prezentacji i interakcji z użytkownikiem. W warstwie modeli wykorzystuje się zarówno metody bazujące na wiedzy inżynierskiej (np. metoda elementów skończonych, modele przepływu, modele cieplne), jak i metody data-driven oparte na uczeniu maszynowym i sztucznej inteligencji. Do prezentacji wyników i interakcji z bliźniakiem stosuje się m.in. interfejsy 3D, rzeczywistość rozszerzoną (AR), rzeczywistość mieszaną oraz wizualizacje dostępne przez przeglądarkę internetową.
W literaturze dotyczącej zastosowań przemysłowych zaproponowano również podział poziomów integracji cyfrowej na model cyfrowy, cień cyfrowy i pełny bliźniak cyfrowy. Model cyfrowy funkcjonuje niezależnie od obiektu fizycznego, cień cyfrowy jest jednostronnie zasilany danymi z obiektu, natomiast bliźniak cyfrowy cechuje się dwukierunkową wymianą informacji oraz możliwością oddziaływania na obiekt na podstawie wyników analizy i symulacji.
Typologia cyfrowych bliźniaków