ساخت افزایشی از مواد هوشمند و تحت تاثیر محیط و زمان به عنوان فرآیند چاپ ۴بعدی نامیده می شود. چاپ ۴ بعدی فرآیند چاپ مواد چندگانه است. در این ساختار چاپی، توانایی تغییر شکل مستقل در طول زمان مورد بحث است. تغییر شکل پس از ساخت، یکی از ویژگی های بنیادین قطعات چاپی ۴بعدی است. تغییر در تنظیمات و ویژگیهای تحت تاثیر محرکهای خارجی مختلف می تواند برای ایجاد انبساط، جمع شدن و تاشدن قطعات چاپ شده مورد استفاده قرار گرفته شود. قطعات ۴بعدی چاپ شده از ساخت افزایشی، یک یا ترکیبی از چند ماده هوشمند هستند که می توانند در طی یک زمان مشخص واکنشی را داشته باشند. تفاوت در خواص مواد مانند انبساط حرارتی، انقباض، فشردن و غیره منجر به تغییر شکل ساختار خواهد شد. بنابراین، چاپ ۳بعدی بخشی جدایی ناپذیر از چاپ ۴بعدی است. چاپگرهای ۳بعدی با استفاده از الگوهایی که در کامپیوتر طراحی می شود، به روش لایه به لایه، ماده را روی بستری چاپ می نماید تا یک قطعه با موادی مانند پلیمر، سرامیک و فلز ساخته شود. محرکها برای راه اندازی خواص و شکل ساختارهای چاپ شده بنیادی هستند. در چاپ ۴بعدی، دانشمندان تعدادی محرک را برای تحریک قطعات چاپ شده استفاده کرده اند. این محرکها شامل آب، حرارت، ترکیب گرما و نور و ادغام آب و دما هستند. مواد هوشمند و طراحی هندسی بهینه، مهمترین فاکتورهایی هستند که در چاپ ۴بعدی مورد اهمیت هستند. دسته بندی مواد بایستی به صورت کامل و مشخص انجام گیرد؛ به این صورت که موادی با قابلیتهای مواد حافظه دار شکلی هوشمند و قابلیت خود تبدیل شونده و چند منظوره مورد بحث قرار گرفته شود. طراحی نیز در چاپ، تاثیر قابل توجهی بر ظرفیت مواد حافظه دار دارد؛ بنابراین طراحی مطلوب برای بازیابی شکل نیز لازم است. مدل سازی ریاضی در چاپ ۴بعدی از عناصر بنیادین است و به سه دلیل می توان به این موضوع پرداخت؛ مورد اول پیش بینی تغییر شکل وابسته به زمان قطعه است. مورد دوم پیشگیری از سایش بین قطعات هنگام مونتاژ قطعات است و مورد سوم کاهش آزمایشهای متعدد برای جلوگیری از افزایش هزینه ها و صرفه جویی در زمان ساخت است.