數字礦山自下而上可分為以下七個主層次：
(1) 基礎數據層。即數據獲取與存儲層。數據獲取包括利用各種技術手段獲取各種形式的數據及其預處理；數據存儲包括各類數據庫、數據文件、圖形文件庫等。該層為後續各層提供部分或全部輸入數據。
(2) 模型層。即表述層。如空間和礦物屬性的三維和二維塊狀模型、礦區地質模型、采場模型、地理信息系統模型、虛擬現實動化模型等。該層不僅將數據加工為直觀、形象的表述形式，而且為優化、模擬與設計提供輸入。
(3) 模擬與優化層。如工藝流程模擬、參數優化、設計與計劃方案優化等。
(4) 設計層。即計算機輔助設計層。該層為把優化解轉化為可執行方案或直接進行方案設計提供手段。
(5) 執行與控制層。如自動調度、流程參數自動監測與控制、遠程操作等。該層是生產方案的執行者。
(6) 管理層。包括MIS與辦公自動化。
(7) 決策支持層。依據各種信息和以上各層提供的數據加工成果，進行相關分析與預測，為決策者提供各個層次的決策支持。
按功能劃分，數字礦山包括六大類系統：數據獲取與管理系統、數字開采系統、礦區地理信息系統、選礦數字監控系統、管理系統、決策支持系統。其中數字開采系統是核心系統，也是效率和效益的主要創造者。