4차 산업혁명의 주도기술에는 사물에 센서가 부착돼 실시간으로 데이터를 주고받는 기술인 ‘사물인터넷’, 디지털 환경에서 생성되는 대규모 데이터인 ‘빅 데이터’, 컴퓨터가 인간 특유의 지능적인 행동을 모방하는 ‘인공지능’, 판단 능력을 지닌 기계나 로봇이 다양한 역할을 수행하는 ‘무인자율체계’가 있다. 
2016년 이후로 많은 전문가들이 4차 산업혁명을 이끄는 주도기술의 종류와 영향을 논의하고 있다. 이들은 4차 산업혁명의 주도기술로 크게 사물인터넷 (IoT, Inter n et of Things), 빅 데이터(Big Data), 인공지능(Artificial Intelligence), 무인자율체계 (Unmaned Autonomous System)를 언급하고 있다. ‘사물인터넷’ 은 사물에 센서가 부착되어 인터넷 등 네트워크를 통해 실시간으로 데이터를 주고받는 기술이나 환경을 의미하며, 사물인터넷이 적용된 기기나 사물은 사람의 개입 없이 상호 간 정보를 직접 주고받으면서 필요한 상황에 따라 정보를 해석하고 스스로 작동하게 된다. ‘빅 데이터’ 는 디지털 환경에서 생성되는 다양한 형태의 데이터로서 그 규모가 방대하고 생명주기도 짧은 대규모 데이터를 의미하며, 이러한 대규모 데이터를 바탕으로 사람들의 행동 패턴 등을 분석하고 예측하거나 산업현장에서 공정의 최적화와 효율화를 가능하게 한다. ‘인공지능’ 은 컴퓨터가 사고, 학습, 자기개발 등 인간 특유의 지능적인 행동을 모방하는 것을 의미하며, 인간이 할 수 있는 다양한 업무를 대체하고 인간보다 더욱 높은 정확성과 효율성을 가져올 수 있는 기술이다. 마지막으로 ‘무인자율체계’ 는 환경을 스스로 판단하는 능력을 가진 기계 또는 로봇이 단순 작업을 뛰어넘어 다양한 역할을 수행할 수 있는 시스템을 의미하며, 자율주행 자동차, 재난로봇, 무인기 등 인간의 역할을 대체할 수 있는 기술을 말한다. 이외에도 3D 프린터, 바이오신소재, 블록체인 등 다양한 기술 분야가 존재하는데, 이와 같은 기술들은 독립적으로 활용되기보다 상호 융합적인 형태로 적용된다는 것이 특징이다.