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制造业是将可用资源（包括能源）通过制造过程，转化为可供人们使用或利用的工业品或生活消费品的行业，涉及国民经济的众多方面，是创造人类财富的支柱产业，也是衡量一个国家整体实力的重要方面。制造业在人类社会进步的发展历程中的重要性和地位毋庸置疑，但从另一个角度来看，制造业也是当前环境问题最主要的根源。制造业消耗了大量的自然资源，在将资源转变为产品的制造过程中，以及后续产品的使用和处理过程中，会产生大量类型复杂的废气、废水污染物，在产品的使用和处置过程中又会消耗资源（如电器消耗电、机动车消耗燃油），并产生大量的废弃物，给环境带来了负面的影响。由于制造业涉及的范围很广，且随着时代发展，整体规模处于快速扩张的状态，制造业对环境的负面影响也呈现非常快的增加趋势，引起了社会的担忧。图1.1反映了制造业在整个生命周期生产过程中可能会对环境产生影响的阶段，可以看出，环境污染的主要产生环节是在制造过程和产品的使用处理过程中。
图1.1 绿色制造系统对环境的影响
人类发展到今天已经离不开制造业，随着人民环境保护意识的逐步提高，如何在不缩小制造业规模的前提下，使制造业能够更高效地利用资源，最大限度地减少资源消耗和浪费，同时降低所产生的环境负面影响，实现可持续发展，成为制造业需要被首要解决的问题。在此背景之下，绿色制造（Green Manufacturing）这一理念产生了。早在20世纪80年代，全球学术界已开始了针对绿色制造的理论研究工作，经过20多年的发展，这一概念和理论越来越引起社会的广泛关注。绿色制造是综合考虑环境影响和资源消耗的一种现代先进制造模式，是管理科学、工程科技和环境科学等多学科深层次交叉融合而形成的领域，是社会可持续发展理念在制造业中的贯彻体现，被认为是现代企业转型升级的必由之路。
目前，国内外对绿色制造的定义有所区别。美国制造工程师学会（SME）对绿色制造给出了如下定义：绿色制造，又称为清洁制造，目标是使产品从设计、生产、运输到回收处理的全过程对环境的负面影响达到最小，内涵是产品生命周期全过程均具有绿色性。
在科技部颁布的《绿色制造科技发展“十二五”专项规划》中，对绿色制造的定义是：绿色制造是一种在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，通过开展技术创新及系统优化，使产品在设计、制造、物流、使用、回收、拆解与再利用等全生命周期过程中，对环境影响最小、资源能源利用率最高、人体健康与社会危害最小，并使企业经济效益与社会效益协调优化（见图1.2）。
过去在绿色发展方面提倡较多的节能减排、清洁生产、循环经济等概念，关注的重点是企业的生产制造过程，相比之下，绿色制造的内涵更加宽泛，涵盖了节能减排、循环经济和清洁生产的主要内容，同时，更加突出了产品全生命周期（Product Life Cycle,PLC）的理念，要求企业要立足制造本身，来考虑制造过程全生命周期的绿色化的资源环境问题。
产品全生命周期是指从产品设计、原材料/工艺选择及加工、产品生产、包装与运输、使用与维护到报废处理的全部过程，也就是产品从自然界获取原材料到产品最终处置的全过程，生产环节仅仅是绿色制造的一个部分（见图1.3）。
图1.2 绿色制造的概念
图1.3 产品生命周期的各个阶段
绿色制造的概念里提出的系统优化、全生命周期等理念，意味着要真正有效地实施绿色制造，则要从源头入手，从工艺过程改进的角度，利用系统性和集成的思路来考虑和研究绿色制造中的有关问题，它会涉及企业生产经营活动的各个方面，因而是一个复杂的系统工程问题。就技术和组织要求而言，绿色制造不是单个企业的孤立行为，而是渗透到产品生命周期的各个阶段，辐射从资源提取到生产、消费，再到废弃物处置循环利用的产业价值链上的每一个环节，使得产业链所有环节都体现环境友好性特征，并最终实现价值链各个环节的绿色化。从消费者信息获取、绿色消费引导及政府监管的角度出发，绿色技术、工艺和产品认证则需要对全生命周期作出科学、系统的追踪和评价。
借助产品生命周期理论，可以分析判断出产品在不同生命周期阶段的环境影响。事实上，市场上不少节能环保产品、技术从全产业链来看或者从整个产品生命周期评估，未必节能环保。例如，从2008年起，我国开始大量推广节能灯，从产品生命周期来看，节能灯在使用阶段能有效降低能耗，但在回收阶段，由于老旧节能灯含有汞、铅等有毒有害金属（相关研究表明，废旧节能灯汞含量平均约0.5毫克），被专家称为是仅次于废电池的第二大“汞污染源”。而且这些有毒有害金属若渗入地下，可以与微生物作用成为有机汞化合物（如甲基汞），导致大量的水及周围土壤被污染。此外，废弃的节能灯管破碎后，还会造成周围空气中的汞浓度瞬时超标。因此，综合评价产品的环境影响需要从全生命周期的角度，同时兼顾到产品各个阶段的环境风险。由于中国制造的大量产能仍被锁定在高污染、高排放、低附加值的环节上，在这种情况下，个别产业、产品的绿色化或产业链部分环节的绿色化，很难改变工业整体所表现出的高能耗、高污染“褐色”特征。
沿着生命周期的主线，我们可以衍生出绿色制造的五个方面内容：
一是面向原料/能源的策略性选择，从最前端入手，从全生命周期的角度选择更加环保健康的原料，在考虑成本的前提下尽可能地优化能源结构，减轻污染。在原材料选择方面，包括尽可能多地选用一些循环再生材料，使用无毒无害或低毒低害的原材料进行替代，使用一些便于再生、易降解的原料等。在能源方面，包括优化生产过程的能源结构，降低生产过程的碳排放，开发使用清洁能源的产品等。
二是面向产品全生命周期的绿色设计。过去谈设计关注的是产品的外观、性能、工艺过程，绿色制造要求在设计时综合地关注到产品物流、使用、回收、拆解与再利用等环节对资源、环境的影响。推行工业绿色设计可以使企业在产品设计阶段就综合考虑污染预防措施，采用合理的结构和功能设计，研究表明，80%的资源消耗和环境影响取决于产品设计阶段。关于产品绿色设计的内容可详见本书第3章。
三是面向制造过程的绿色工艺技术优化和效率提升，通过工艺的改进来节约资源、降低能耗和保护环境，提升绿色化水平。实施绿色工艺优化的主要途径包括开发替代工艺和新型工艺，提高生产效率和制造质量，合理利用资源能源，减少废物和污染，降低成本，使得生产过程具有良好的环境性。
四是面向物质/能量高效（循环）利用的工业生态链构筑，通过企业之间的协同优化和合作，达到整体优化的目的，实现物质和能量沿不同的环节逐级流动，充分回收、利用原料、能源、废物和各个环节要素之间形成立体环流结构，资源和能量在其中反复循环利用，使废物资源实现再增值。废弃物只是放错地方的资源，从单个企业来看，可能是无用的废弃物，但从整个产业角度来看，却有作为原料的可能性，因此要做到原料的“吃干榨净”和循环再生利用。
五是面向全产业链的协同优化。要做到全生命周期的绿色化离不开产业链这条主线上的协调协作。包括把对绿色原材料的要求传递给上游的供应商，指导下游的企业更好地发挥产品的“绿色”性能，或者更高效率地进行回收拆解。最典型的就是绿色供应链的理念，通过行业龙头企业对供应链的影响力，带动链上企业的整体优化。关于绿色供应链的内容可详见本书第5章。