人工智能产业链包括三层：基础层、技术层和应用层。其中，基础层是人工智能产业的基础，主要是研发硬件及软件，如AI芯片、数据资源、云计算平台等，为人工智能提供数据及算力支撑；技术层是人工智能产业的核心，以模拟人的智能相关特征为出发点，构建技术路径；应用层是人工智能产业的延伸，集成一类或多类人工智能基础应用技术，面向特定应用场景需求而形成软硬件产品或解决方案。
基础层是人工智能产业的基础，主要是研发硬件及软件，如AI芯片、数据资源、云计算平台等，为人工智能提供数据及算力支撑。主要包括计算硬件（AI芯片）、计算系统技术（大数据、云计算和5G通信）和数据（数据采集、标注和分析）。
AI芯片是人工智能产业的核心硬件。人工智能芯片的定义从广义上讲只要能够运行人工智能算法的芯片都叫作人工智能芯片，但是通常意义上的人工智能芯片指的是针对人工智能算法做了特殊加速设计的芯片。现阶段，这些人工智能算法一般以深度学习算法为主，也可以包括机器学习算法。人工智能芯片分类一般有按技术架构分类、按功能划分、按应用场景分类三种分类方式。
当前，我国人工智能芯片行业正处在生命周期的幼稚期。主要原因是国内人工智能芯片行业的整体销售市场正处于快速增长阶段，传统芯片的应用场景逐渐被人工智能专用芯片所取代，市场对于人工智能芯片的需求将随着云/边缘计算、智慧型手机和物联网产品一同增长，并且在这期间，国内的许多企业纷纷发布了自己的专用AI芯片；尽管国内人工智能芯片正逐渐取代传统芯片，但是集成商或芯片企业仍在寻找新的合作模式，这样才能很好地抓住新客户的需求，除了当前的合作客户，拓展新客户合作开发产品是困难的，因此纷纷推出开源或开放平台让客户开发新需求。
人工智能与大数据、云计算和5G关系紧密，由于巨大数据的产生，使得人们关注用数据做一些过去只有人能够做的事情。配合云计算带来的计算资源和计算能力，人工智能依托数据基础，对周遭环境做出一定的程序反应，实现人工智能的落地。其中，5G网络的主要作用是让终端用户始终处于联网状态，让信息通过5G在线快速传播和交互。
当前，我国正在加速从数据大国向着数据强国迈进。国际数据公司IDC和数据存储公司希捷的一份报告显示，到2025年，随着中国物联网等新技术的持续推进，其产生的数据将超过美国。我国产生的数据量将从2018年的约7.6ZB增至2025年的48.6ZB，数据交易迎来战略机遇期。1ZETTABYTE大约是1万亿GIGABYTE，这是当今常用的测量方法。与此同时，美国2018年的数据量约为6.9ZB。到2025年，这个数字预计将达到30.6ZB。据贵阳大数据交易所统计，中国大数据产业市场在未来五年内，仍将保持着高速增长。2017年中国大数据市场规模为3517亿元，增速为41.6%，预计到2020年，中国大数据产业规模或达13626亿元左右。
近年来，我国云计算新兴产业快速推进。多个城市开展了试点和示范项目，涉及电网、交通、物流、智能家居、节能环保、工业自动控制、医疗卫生、精细农牧业、金融服务业、公共安全等多个方面，试点已经取得初步的成果，将产生巨大的应用市场。根据中国信通院公布的数据显示，2013年以来我国云计算市场规模保持了逐年较快增长，2017年达691.6亿元，同比增长34.3%。据测算2018年我国云计算市场规模突破900亿元。
虽然2014年5月三星电子就已宣布其开发出首个机遇5G核心技术的移动传输网络，且我国运营商和设备制造商也较早开展相关技术研发，但是我国5G规划从2015年开始。《国家十三五规划》指出积极推进第五代移动通信（5G）技术研究，于2020年启动5G商用。中国5G试验规划分为两大阶段：第一个阶段为5G关键技术测试阶段（2015~2018），第二个阶段为5G产品研发阶段（2018~2020），预计2020年实现正式商用。2018年12月，工信部发放5G系统试验频率使用许可。
人工智能产业目前已经发展至量变阶段，需要通过大量的数据做出质变进而突破现有的屏障，数据标注和采集行业应运而生。数据采集、标注和分析是指文本、图像、视频、语音等数据的采集、数据标注和分析。
技术层是人工智能产业的核心，以模拟人的智能相关特征为出发点，构建技术路径。主要包括算法理论（机器学习）、开发平台（基础开源框架、技术开放平台）和应用技术（计算机视觉、机器视觉、智能语音、自然语言理解）。
从近十年人工智能专利数量来看，根据乌镇智库发布的数据，中国在全球人工智能专利数量上处于绝对领先的地位。2009-2018年，中国人工智能累计专利数量达到68467件。同期美国人工智能专利数量为30200件，美国和中国位于第一梯队并占据绝对领先优势。韩国位于第二梯队，同期数量为6893件，仅为中国的10%。英国和加拿大的专利数量相近，分别排在全球的第四位和第五位。从近十年人工智能论文数量来看，根据乌镇智库发布的数据，2009-2018年中美英三国在论文数量方面占据全球前三的位置。其中，中国同样在数量上具有绝对的优势，论文累计数量达到了30303篇，美国和英国累计数量为18144篇和8188篇。印度后来居上位居第四位，西班牙则排名第五。
根据牛津大学2018年对中美两国算法研究领域的人才与全球先进国家的对比显示，中国目前在算法研究方面的人才仅占全球人工智能底层技术研究的13.1%，而美国算法人才的占比为26.2%。从开设人工智能专业院校的数量来看，中国仅有不到30所大学的研究实验室专注于人工智能，这一数字远远无法满足人工智能企业的用人需求。
应用层是人工智能产业的延伸，集成一类或多类人工智能基础应用技术，面向特定应用场景需求而形成软硬件产品或解决方案。主要包括从行业解决方案（“AI+”）和热门产品（智能汽车、机器人、智能家居、可穿戴设备等）。
人工智能领域的热门产品主要有智能汽车、机器人、智能家居、可穿戴设备等。对5G和人工智能来说，汽车是绝佳载体，而对于汽车行业来说，5G和人工智能又是重要的附加值，智能汽车已成为汽车产业发展的重要方向；机器人分为工业机器人和特种机器人（服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人），随着人工智能的快速发展，各种类型的机器人纷纷面世，一些公司也在以实际行动推动机器人落地，如今，一个机器人应用的新时代正在出现；智能家居主要包括智能灯光控制系统、智能窗帘、智能门锁、智能音箱、智能冰箱、智能水壶等等，人工智能让家居产品拥有“会思考、能决策”的能力，设备智能化以后让生活变得更简单化；可穿戴设备主要包括智能手环、智能手表、智能眼镜、智能头盔，可穿戴设备作为AI的入口，可应用在体育、医疗、娱乐、科教、商业等方面。