תאום דיגיטלי הוא ייצוג ממוחשב של אובייקט, מערכת או תהליך פיזי, המשמש לסימולציה, לבדיקה, לניטור ולתחזוקה. ההגדרה המחמירה דורשת יותר מסתם מודל תלת-ממדי יפה: התאום חייב להתעדכן ברציפות מנתונים אמיתיים המגיעים מן האובייקט הפיזי עצמו. שלושת מרכיביו הם האובייקט הפיזי וסביבתו, הייצוג הדיגיטלי, וערוץ התקשורת המקשר ביניהם, המכונה החוט הדיגיטלי.
ההגדרה המעשית הראשונה מיוחסת לסוכנות החלל האמריקאית נאס"א ב-2010, במסגרת ניסיון לשפר סימולציות של חלליות; הרעיון עצמו שימש את הסוכנות כבר בשנות ה-60, בתוכנית אפולו, בלי השם הזה. נהוג להבחין בין שלושה סוגים: תאום של אב-טיפוס, הקיים עוד לפני שהמוצר יוצר; תאום של מופע ספציפי שיצא מפס הייצור; ותאום מצרפי, המאגד מופעים רבים כדי להסיק מסקנות ברמת הצי כולו.
בתעשייה משמש התאום לתכנון וסימולציה לפני ייצור, לניטור קו ייצור, לבקרת איכות ולתחזוקה מנבאת. בבנייה — לניטור מצבו של מבנה, להערכה מבנית ולאופטימיזציה של צריכת אנרגיה. באנרגיה מתחדשת — לאופטימיזציה של חוות רוח ושל רשתות חשמל מקומיות. בתעשיית הרכב — לניתוח התנהגות הרכב ולתכנון מערכות תחבורה. וברפואה מתפתחות גישות של מודל מטופל אישי לתכנון ניתוח.
הבינה המלאכותית משתלבת בעיקר בשני מקומות: זיהוי דפוסים בזרם נתוני החיישנים, וקיצור זמן החישוב באמצעות מודל שלמד לחקות סימולציה פיזיקלית כבדה במקום להריץ אותה מחדש בכל פעם. התועלת המובהקת ביותר היא היכולת לשאול "מה יקרה אם" בלי לגעת בציוד האמיתי — לבדוק שינוי בקצב הייצור, בטמפרטורה או בעומס, ולראות את התוצאה בסימולציה לפני שמסתכנים בה במציאות.
הביקורת המרכזית נוגעת לשחיקת המונח. מבקרים טוענים שהגדרות רחבות מדי הופכות תאום דיגיטלי למילת אופנה המתארת כל מודל ממוחשב שהוא. מעבדת המדידות הלאומית הבריטית חולקת במפורש על הגדרות הכוללות מודלים שאינם מתעדכנים דינמית מנתונים נמדדים. ביקורת נוספת נוגעת לתאומים דיגיטליים של בני אדם, שבהם קיים חשש להצגת דיוק מופרז ולנזק נפשי.