En las aplicaciones de gemelos digitales impulsados por IA, la IA desempeña un papel principal en cada capa y proporciona capacidades para:

-Pre-procesamiento y pos-procesamiento avanzados, simulación híbrida, aumento y fusión de datos, y minería y descubrimiento para la capa de datos.
-Modelado híbrido de IA basado en física, asimilación de datos, reducción de escala e integración de modelos posteriores, entre otros, para la capa de modelo.
-Recomendación, razonamiento y generación de escenarios bajo incertidumbre, asistente digital y visualización, entre otros para la capa de soporte a la toma de decisión.
El poder de la pareja GD+IA reside en la forma en que se pueden combinar los diferentes enfoques de soporte de IA para implementar las capas de GD. Sin una regla fija sobre cómo
se debe hacer esta integración, los desarrolladores pueden combinar los enfoques que mejor se adapten a las necesidades particulares para resolver el problema en cuestión (en la capa GD particular) y conectarlos para componer un conjunto de módulos compatibles con IA para una configuración determinada.
Además, los enfoques de IA, como los sistemas multiagente, pueden dotar a los GD de capacidades sociales, como la interacción y la colaboración, para impulsar sus capacidades de cálculo más
allá de la única entidad o fenómeno físico o social que el GD representa. Y de esta forma permitir interconectar diferentes GD dentro de una organización.