智慧供热系统可分为三个层次:供热设备层、监控层和智能决策层。包括热源、热网、热力站、热用户、蓄热装置等供热设备，构成了连接上下游的供热系统，是智慧供热系统的基础。
智慧供热系统的建设需要结合装备层的实际技术水平、老化程度和健康状况。包括DCS、SCADA等自动化系统和IOT工业物联网系统，用于测量和感知供热系统的负荷、温度、压力、流量、气象环境条件、建筑室温等状态参数。，并通过电子调节泵、阀门等设备实现远程控制。基于互联网、物联网、移动通信技术，实现管网感知与控制层设备和分析优化层应用服务器之间的双向数据传输，通过数据中心和数据库技术实现海量运行数据的可靠存储。
智能决策层是智慧供热系统的“大脑”和核心，主要是一个复杂的软件系统，位于CPS架构的信息空间。智能决策层从监控层获取设备层的状态信息，为监控层提供预测控制策略。对于大多数供热企业来说，这一 级别的系统还没有建成，承担这一 级别的功能的是人类运行调度控制人员的大脑。
采用“基于模型进行预测，基于预测进行决策”的技术路线，搭建智能供热调度控制平台，建立供热系统模型。以预测模型为中间神经环节，周期性地对供热系统进行全局统筹和协调控制，解决了强耦合、大滞后的控制问题。此外，还可以实现故障诊断、抢修、扩能改造等生产决策信息。如果智能决策系统足够强大和完善，可以辅助甚至取代人类专家的决策，实现供热系统的自适应优化运行。
