علم داده، دربرگیرنده مجموعه‌ای از اصول، تعاریف مسئله، الگوریتم‌ها و فرآیندهایی برای استخراج الگوهای نامشهود و مفید از مجموعه‌های بزرگ داده‌ها است. بسیاری از عناصر علم داده در حوزه‌های مرتبطی مانند یادگیری ماشین و داده‌کاوی توسعه یافته‌اند. در واقع، اصطلاحات علم داده، یادگیری ماشین و داده‌کاوی اغلب به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ظهور فناوری جدید دیجیتال صنعتی، معروف به صنعت ۴.۰، تحولی است که امکان جمع‌آوری و تحلیل داده‌های مبادله شده میان ماشین‌ها را فراهم می‌آورد، و فرآیندهای کارآمدتر، انعطاف‌پذیرتر و سریعتر را برای تولید کالاهای با کیفیت بالاتر همزمان با کاهش هزینه امکان پذیر می‌سازد. این انقلاب در تولید باعث افزایش بهره‌وری، تحول اقتصادی، ارتقا رشد صنعتی، تغییر مشخصات نیروی کار و در نهایت تغییر شکل رقابت سازمان‌ها و حوزه های رقابتی خواهد شد.