به‌رغم اقدامات مطلوب انجام شده توسط شهرداری تهران در توسعه زیرساخت‌های شهری نظیر مترو و شبکه بزرگراهی و احداث پارک‌ها و بوستان‌ها، در فصل زمستان و در زمان پایداری هوا در شهر تهران به دلیل بروز پدیده وارونگی هوا، آلودگی ناشی از تردد حجم بالای خودروها در سطح شهر از میزان استانداردهای جهانی بسیار فرا‌تر می‌رود و این امر می‌تواند زمینه‌ساز بروز بیماری‌های عصبی، تنفسی و ریوی در میان شهروندان باشد. از همین رو است که توجه به مفاهیم نوین در شهرسازی و اداره شهر و زندگی شهری ضروری به‌نظر می‌رسد؛ مفاهیم نوینی که بی‌شک در ارتباط مستقیم با فناوری‌های روز هستند. یکی از این مفاهیم شهر هوشمند است.
هوشمند سازی تهران به‌ویژه از آن رو اهمیت دارد که بدانیم این شهر چند برابر ظرفیت مساحت خود جمعیت دارد. جمعیت تهران بالغ بر 10 میلیون نفر است و مساحت آن تنها گنجایش 6 میلیون نفر را دارد و به‌همین دلیل نیز طرح‌ها و خدمات عمرانی هر چقدر هم که انجام شوند به تنهایی پاسخگوی نیازهای شهر تهران با این تراکم بالای جمعیتی نخواهد بود.
بنا بر تعاریف موجود، شهر هوشمند، شهری است که در راستای پاسخگویی به نیازهای جدید شهروندان به اطلاعات و امکانات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری در زندگی شهری آنان، تاسیس می‌شود یا به‌عبارتی دیگر جهت برطرف کردن نیازهای بشر امروز ساختارهای ارتباطی و اطلاعاتی شهرهای قدیم و سنتی به مرور تغییر کرده و این شهرها تبدیل به شهرهای هوشمند می‌شوند تا روند مشارکت مردمی و خدمت‌رسانی به جمعیت شهر‌نشین به‌طور قابل ملاحظه‌ای ارتقا یابد. بر همین مبنا می‌توان گفت: آنچه یک شهر را به سمت هوشمندی پیش می‌برد، صرفا استفاده از ابزار الکترونیک و سیستم ارتباطاتی آن شهر نیست بلکه استفاده از این ابزار جهت ارتقای سطح کیفی زندگی شهروندان یک شهر است.
شهر هوشمند دارای 4 اصل اساسی است؛ یعنی باید برای تحقق بخشیدن به رؤیای ایجاد یک شهر هوشمند این اصول به کار گرفته شود؛ ارتقای سطح دانش و توسعه دانش محوری، توسعه پایدار شهری، تقویت یکپارچگی شهر و مشارکت شهروندان.
در شهر هوشمند از راهکارهای دنیای مجازی نظیر شهر دیجیتال یا دولت‌الکترونیک نیز استفاده می‌شود اما یکی از تفاوت‌های عمده میان شهر هوشمند و شهر دیجیتال، توانایی شهر هوشمند در پاسخگویی و حل مسائل شهری شهروندان تحت سلسله‌مراتبی پایین به بالاست.در شهر هوشمند، درضمن افزایش مشارکت شهروندان در تصمیم‌گیری‌ها، به کمک ساختارهای اطلاعاتی هوشمند و نظام کارآمد آموزش شهروندی بسیاری از معضلات شهری با تحقق یافتن مواردی که در ادامه به آنها اشاره می‌شود، بر طرف می‌شود.
در شهرهای هوشمند، بخش عمده‌ای از بار مسئولیت و فشار کاری از روی دوش مدیران و دستگاه‌های دولتی برداشته شده و به خود مردم منتقل می‌شود، از دوباره کاری‌ها، تصمیم‌گیری مبتنی بر آزمایش و خطا و هدر رفتن زمان و منابع کاسته می‌شود، هزینه‌های شهر در زمان وقوع حوادث و رویداد‌ها به حداقل می‌رسد و شهر انعطاف‌پذیری و توانایی لازم را در جهت مقابله با حوادث غیرمترقبه می‌یابد، سرعت جمع آوری اطلاعات در شهرهای هوشمند به حداکثر می‌رسد، به مرور و با افزایش مشارکت شهروندان قشر اجتماعی خلاق در شهرها ایجاد می‌شود، فرصت‌های اقتصادی و اجتماعی شهر به میزان چشمگیری افزایش خواهد یافت، شهر هوشمند می‌تواند بستری برای شکل گیری فرایند‌های پایدار توسعه شهری به شمار آید.فراهم آوردن زیرساخت‌های ارتباطی، شبکه، نرم‌افزار، زیرساخت‌های امنیتی و توسعه نهادهای اطلاع‌رسانی از جمله اقداماتی است که باید جهت ایجاد یک شهر هوشمند انجام گیرد.حمل‌ونقل هوشمند، اورژانس هوشمند، خودروهای هوشمند و سیستم ناوبری هوشمند از جمله اجزای اولیه یک شهر هوشمند هستند. در یک شهر هوشمند سیستم‌های حمل‌ونقل ای‌تی‌اس به‌کار گرفته می‌شوند. این سیستم‌ها مجموعه‌ای از فناوری‌های روز نظیر دوربین دیجیتال، سیستم‌های موقعیت‌یاب ماهواره‌ای جی‌پی‌اس و الگوریتم‌های هوشمند مورد استفاده در رایانه است.
این سیستم‌ها امروزه در شهرهای هوشمند و شهرهای توسعه‌یافته جایگزین سیستم‌های سنتی و دستی گذشته شده است و راهکاری برای بهبود وضعیت ترافیک و افزایش ایمنی، کاهش مصرف سوخت و کاهش میزان آلودگی هوا محسوب می‌شود.بنابراین، با استفاده از سیستم ناوبری هوشمند در لوای طرح شهر هوشمند، اطلاعات مکانی، مسیر حرکت، سرعت و موقعیت مربوط به وسایل نقلیه از جمله وسایل نقلیه عمومی، پلیس، آتش‌نشانی، آمبولانس‌ها، اتوبوس‌ها و دیگر وسایل، قابل دریافت است. اهمیت این موضوع هنگامی بیشتر می‌شود که توجه داشته باشیم سیستم‌های ناوبری مطلوب، آن‌دسته از سیستم‌هایی هستند که امکان تغییر نقشه و استفاده از نقشه‌های موجود و به روز کشور، بهای قابل قبول و مناسب داشته و در بازار نیز به‌راحتی در دسترس باشند.اجرای طرح شهر هوشمند در واقع به این معناست که تمام خدمات مورد نیاز ساکنان از طریق شبکه‌های اطلاع‌رسانی تامین شود.
به این ترتیب دیگر نیازی به حرکت فیزیکی شهروندان برای دسترسی به خدمات دولت و نهادهای خصوصی نیست.با توجه به نیاز شهر تهران در کاهش میزان عبور و مرور و پایین آوردن میزان آلودگی هوا در سطح شهر مسئولان شهری تلاش‌هایی جهت ایجاد زیرساخت‌های یک شهر هوشمند آغاز کرده‌اند. سخنان شهردار تهران و مسئولان شهری مبنی بر لزوم مشارکت شهروندان در تصمیم‌گیری‌های شهر، تاکید بر دانش محوری و توسعه پایدار شهری و ایجاد زیرساخت‌های الکترونیک و دیجیتال در سطح شهر تهران موید این ادعاست.تاسیس سامانه هوشمند چراغ‌های راهنمایی، ایجاد مرکز کنترل ترافیک مکانیزه، تاسیس دفاتر الکترونیک خدمات شهرداری، ایجاد سامانه‌های 1888 و 137 از جمله اقدامات مقدماتی جهت ایجاد زیرساخت‌های شهر هوشمند در تهران هستند.
