Uma fazenda vertical é uma torre grande com vários níveis, cada um com solo e culturas. Dickson Despommier, professor de ciências ambientais da Universidade de Columbia, teve a ideia por volta do milênio como uma solução para o aumento da população e a diminuição da disponibilidade de terras virgens. Seu projeto de fazenda vertical tem 30 andares e é do tamanho de um quarteirão da cidade. O projeto de arranha-céus permitiria que a fazenda vertical fosse localizada no centro das áreas urbanas, eliminando os custos de transporte.
Despommier afirma que 800 milhões de hectares, ou 8% da massa total de terra, estão atualmente comprometidos com a agricultura. Historicamente, 15% dessa terra foi arruinada por más práticas agrícolas. Muitos cientistas prevêem uma crise alimentar neste século, a menos que medidas sejam tomadas contra ela. A agricultura “horizontal”, como podemos chamar, é responsável pela disseminação de inúmeras doenças e parasitas, como gripe, raiva, febre amarela, dengue, malária, tripanossomíase, ancilostomíase e esquistossomose, principalmente nos trópicos. Para proteger o meio ambiente e minimizar os vetores globais de doenças, Despommier sugere que sejamos verticais em nossas operações agrícolas.
Como uma fazenda vertical seria um ambiente rigidamente controlado, altos rendimentos poderiam ser alcançados. Na proteção do ambiente interno, a agricultura contínua pode ocorrer sob uma diversidade de circunstâncias climatológicas ou ecológicas.
Uma fazenda vertical precisaria ser um ecossistema de funcionamento independente, porque seria separada da parte externa. Os insetos teriam que ser mantidos afastados indefinidamente, e as plantas precisariam de ventilação adequada. Qualquer material orgânico em decomposição precisaria ser reciclado ou descartado de forma barata. Quanto mais eficiente a estrutura, menos manutenção é necessária e, finalmente, maior retorno do investimento para seus proprietários. Em um futuro mais distante, a fazenda vertical poderá ser totalmente automatizada.
A agricultura de interior já foi usada anteriormente, principalmente para culturas de baixo tamanho, como ervas e tomates, mas um projeto agrícola vertical aumentaria essa escala e permitiria a produção de culturas maiores, como o trigo. Uma limitação seria a incapacidade de cultivar gado, a menos que fosse altamente personalizado para o ambiente interno. A longo prazo, há um forte incentivo para se afastar do gado devido à grande quantidade de alimento necessária para alimentar um animal até que ele atinja um ponto em que possa ser abatido com lucro. Com sucesso, técnicas agrícolas verticais também poderiam ser aplicadas à agricultura no espaço ou em outros planetas. Essa idéia é frequentemente ouvida em conexão com a frase “sustentabilidade urbana”.