Khái niệm in 4D lần đầu tiên được nhà khoa học Skylar Tibbits phổ biến vào năm 2013 và đang phát triển mạnh mẽ sau hơn một thập kỷ nghiên cứu. Không giống như in 3D truyền thống chỉ tạo ra các cấu trúc tĩnh cố định, in 4D sử dụng các vật liệu thông minh có khả năng lập trình để phản hồi lại môi trường. Nhờ đó, các vật phẩm hoàn thiện có thể tự uốn cong, gập lại hoặc giãn nở khi tiếp xúc với nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng hay từ trường.
Điểm cốt lõi giúp công nghệ này vận hành nằm ở các nhóm vật liệu phản ứng như polyme ghi nhớ hình dạng, hydrogel hay chất đàn hồi tinh thể lỏng. Quy trình in ấn cho phép kiểm soát việc sắp xếp các vật liệu để từng phần riêng biệt của vật thể chuyển động theo mục đích định trước. Bản chất của "chiều thứ tư" trong công nghệ này chính là yếu tố thời gian biến đổi chứ không phải là việc in thêm một chiều không gian vật lý mới.
