智慧城市是城市信息化向智慧化发展的必经阶段，而由城市数字化到城市智慧化，关键是要实现对数字信息的智慧处理，其核心是引入了大数据处理技术，大数据技术必将成为智慧城市建设的新引擎。
从智慧城市的体系结构来看，由于智慧城市的基础在于物联网技术，因此智慧城市体系架构和物联网的体系结构相类似，也可分为四层，分别为感知层、传输层、平台层、应用层。智慧城市相对于之前数字城市概念，最大的区别在于对感知层获取的信息进行了智慧的处理，因此也可以认为智慧城市是数字城市的升级版。由城市数字化到城市智慧化，关键是要实现对数字信息的智慧处理，其核心是引入了大数据处理技术。
大数据技术是处理感知层数据的必然选择。感知层是智慧城市体系对现实世界进行感知、识别和信息采集的基础性物理网络，海量的数据在感知层产生。以视频监控为例，北京目前用于视频监控的摄像头有50万个，一个摄像头一个小时的数据量就是几G，每天北京市的视频采集数据量在3PB左右，而一个中等城市每年视频监控产生的数据在300PB左右，这些摄像头实时回传信息，海量数据对数据存储、并发处理的要求是近乎苛刻的。同时，对于海量数据的处理不单是智慧化的必然要求，同时也是对IT投资的一种保护，否则非但不能充分挖掘数据的价值，还将为海量数据所累。
智慧城市的建设带来数据量的爆发式增长，而大数据就像血液一样遍布智慧交通、智慧医疗、智慧生活等智慧城市建设的各个方面，城市管理正在从“经验治理”转向“科学治理”。
大数据为智慧城市的各个领域提供强大的决策支持。在城市规划方面，通过对城市地理、气象等自然信息和经济、社会、文化、人口等人文社会信息的挖掘，可以为城市规划提供强大的决策支持，强化城市管理服务的科学性和前瞻性。在交通管理方面，通过对道路交通信息的实时挖掘，能有效缓解交通拥堵，并快速响应突发状况，为城市交通的良性运转提供科学的决策依据。在舆情监控方面，通过网络关键词搜索及语义智能分析，能提高舆情分析的及时性、全面性，全面掌握社情民意，提高公共服务能力，应对网络突发的公共事件，打击违法犯罪。在安防与防灾领域，通过大数据的挖掘，可以及时发现人为或自然灾害、恐怖事件，提高应急处理能力和安全防范能力。
