进入21世纪以来，随着新兴国家收入水平提高进入汽车社会，全球汽车保有量规模不断增涨。为了应对来自资源、能源和环境约束的挑战，以电动化、数字化、网络化和智能化为特征的技术革命和以平台化、共享化为特征的商业模式创新相结合，正在改变汽车的生产方式、销售方式和使用方式，以制造商为核心的传统汽车产业格局正在面临前所未有的巨变。
经历了百年历史的发展，汽车产业已经形成从研发设计，材料供应、零部件采购和整车制造、销售和售后服务的完整产业链。在科技创新推动和需求变革的拉动下，汽车产业正在发生全产业链、全环节的系统性创新。
从研发和设计环节来看，产业创新主要集中在电动汽车、飞行出租车、驾驶模拟平台、穿戴式设备、车联网技术、区块链验证等方面。
由于制造技术的进步和电动汽车规模化生产的推动，锂离子电池的生产成本正在下降。电池成本的下降最终有助于降低电动汽车的成本，在此背景下，汽车制造商高度重视电动汽车的开发。大众汽车于2018年11月宣布，将投资约500亿美元开发电动汽车等革命性的汽车技术。
随着航空航天和交通领域的主要参与者开展合作并受到客运、物流和配送市场的驱动，飞行出租车（即垂直起降飞机）也得到越来越多的关注。
驾驶模拟平台帮助自动驾驶汽车开发人员有效减少了实际道路测试所带来的时间问题。
智能眼镜等可穿戴式高科技设备能提高人类工人的能力以及尽量减少工伤和提高产能。
车联网（V2X）技术通过使车辆与其他车辆、行人和道路基础设施上的联网设备进行无线通信，可让汽车探测到视野外的物体的移动，使汽车行驶更多一层安全保障。初创公司正在使用V2I通信技术开发一种软件，使车辆能够转到交通灯较少的道路并调整交通灯时间以优化交通流。
区块链系统能同步汽车供应链中数千家公司的数据和事务，而且无需任何第三方参与，其使用将使汽车制造商能够证明所采购的零部件的真伪并追踪有缺陷的零部件，这将有助于防止出现召回事件。
从材料供应、零部件采购和整车制造环节来看，汽车产业创新主要集中在工业机器人、工业传感器（激光雷达）、灵活装配线、3D打印技术等方面。
近年来，由于行业正在向高度混合、低批量生产（小批量生产多种产品）和数字制造技术发展，工业机器人在全球的普及速度明显加快。
通过工厂设备的联网，制造商可以实时监控装配线，从而提高生产过程中的产能和效率。奥迪在墨西哥建立了一家“智能”工厂，该工厂使用射频识别设备和智能物流协调整个生产过程。
激光雷达作为最先进的汽车传感器，可以提供高精度的三维车辆周边环境视觉图。
随着汽车制造商不断推动电动汽车和全自动驾驶汽车的发展，制造过程将变得更加复杂，因此对灵活生产线的需求也将增加。
如要发展自动驾驶汽车、电动汽车和共享出行，就需要对汽车的设计和零部件做出重大更改。根据波士顿咨询公司的一项调查，90%的汽车制造商表示预计到2030年，最终装配环节将采用模块化生产线。
福特和宝马等汽车制造商一直在使用3D打印技术。该技术帮助整车制造商加快汽车设计的速度并通过快速原型设计提高了质量，避免了耗时、成本高昂的汽车设计迭代过程。
从销售、售后服务和车辆使用环节来看，汽车产业创新主要集中在出行服务、远程信息处理、高级驾驶辅助系统、汽车电子商务、驾驶者监测、在线售后市场、数字经销商、高清地图和下一代车载信息娱乐系统等方面。
出行服务（MaaS）从最初的网约车服务扩展到自行车、小型摩托车和共享汽车，提高了车辆的利用率，也促进了公共交通欠缺地区的交通便利度。
图：汽车收入模式的转变（来源：麦肯锡）
远程信息技术将极大影响传统整车制造商的商业模式。根据麦肯锡的数据，到2030年，远程信息数据将为汽车制造商带来1.5万亿美元的收入。
随着传感器技术的进步和机器视觉软件的发展，整车制造商已开发出高级驾驶辅助系统（ADAS），实现了半自动驾驶。
互联网改变了人们购买汽车的方式。购买者只需点击一个按钮，就可以从任何制造商处获得有关任何车型的大量信息。在中国，易车和汽车之家等在线汽车门户网站出现了强劲的消费需求。许多汽车制造商也在与阿里巴巴等电子商务网站合作推广新车型并推出了虚拟展厅。一些整车制造商甚至在自己的网站上或通过微信等第三方销售限量版车型。整车制造商需要重新设计营销策略以应对数字化趋势。
与此同时，许多初创公司和零部件供应商正在开发一种可以帮助实时监测驾驶者行为的技术。
由于汽车设计的改进，汽车的使用寿命得以延长。美国（轻型）乘用车的平均使用年限正在逐渐增加，这增加了保养的频率和更换的零部件数量。
另外，自动驾驶汽车的高清地图必须比智能手机导航应用中的数字地图更精确。中国搜索引擎巨头百度正在为其自动驾驶汽车软件平台Apollo开发高清地图。
车联网的发展使传统的车载信息娱乐系统过时，整车制造商现在正在设计功能更多、提供更多安全功能和导航工具的仪表盘。
随着互联网时代的到来，消费者由购买汽车转为购买出行服务，汽车产业的需求模式将发生根本性转变；电动化和模块化将改变汽车生产的传统分工模式，产业组织形态将发生显著变化；数字化、网络化和平台化改变汽车产业的传统流程，产业组织重心正在从制造向服务转移。出行服务运营平台和硬件管理运营商将成为新产业格局形成的驱动者；以满足个性化消费和出行服务为中心的汽车新产业格局将逐步形成。传统汽车企业作为汽车产业的重要基础，需要在新格局中进行战略定位的适应性调整。