美国空军和美国国家航空航天局（NASA）对数字孪生的定义为：一种面向飞行器或系统的高集成度多物理场、多尺度、多概率的仿真模型，能够利用物理模型、传感器数据和历史数据等反映与该模型对应实体的功能、实时状态及演变趋势。数字孪生可以帮助减少飞机认证测试的次数和持续时间、消除意外的裂纹和故障、减少结构维护检查的次数和频率等，可以与数字线索共同应用于飞机制造、测试、运营和支持、维护等各个阶段，改变当前的飞机认证、管理和维护方法，从而满足下一代装备更轻的质量、更极端的服务条件、更长的服役时间等要求，实现前所未有的经济性、安全性和可靠性。
