技術路線圖最早於20世紀中晚期在美國汽車產業出現，當時正值全美制造業處於削低成本、提高競爭力的關鍵時期，市場迫切要求各供應商提供他們未來產品的路線圖，這種新型管理工具由此問世。很快摩托羅拉公司和Corning公司先後模仿采用了這種管理方法，1987年分析摩托羅拉公司的技術發展情況的技術路線圖首次出現在學術性刊物上。產業技術路線圖是對於產業整體技術發展趨勢的預測，基本代表了產業發展（技術、市場等）的方向。往往由產業研究機構、具有權威的行業協會、大型企業、政府制定並發布，主要用於引導產業技術發展，供全行業參考。
產業技術規劃建立在對未來技術的準確預測基礎之上。早期的技術預測（Technology Forecast）是為軍事領域服務的。早在二戰期間，美國軍方就通過技術預測為制定科技政策提供依據。戰後20世紀50~60年代，許多新興學科和交叉學科的湧現，也為技術預測和技術規劃的發展提供了契機。這壹階段的技術預測多數屬於探索性預測，是對已有技術發展軌跡的外推，采用統計預測等定量的分析方法，但預測結果往往與實際情況偏離較大。後來的技術預測，加入了戰略性的因素，對壹定資源條件下技術的多種可能性進行探討，逐步演化為技術預見（Technology Foresight），對當前技術發展的主要趨勢進行研究，兼顧社會、經濟發展對技術的需求，更多采用德爾菲法等定性分析方法，這壹方法可用於具體產業的技術規劃。20世紀中後期逐步興起壹種由單個產業內部誕生的技術預測和技術規劃方法：產業技術路線圖。
20世紀90年代以來，美、日、德等主要發達國家，以及韓國、中國等部分新興工業國家和發展中國家紛紛開展產業技術規劃。
美國商務部從1990年開始實施壹個科技創新體系——先進技術規劃（ATP），涉及化學、新材料、離散制造、能源與環境、生物技術、信息、電腦與通信、電子等產業領域。美國商務部國家標準與技術研究所評估報告認為，如果沒有這項產業技術規劃，美國的許多產業如生物技術產業、電子產業、制造業、軟件業都難以達到今天的技術水平。
日本於2001年開始啟動科學技術發展“二五”計劃，對壹些重大的、前瞻性的、戰略性的科學技術領域進行評估之後，明確了在生命科學、信息通信、環境科技、納米技術等4個產業領域進行重點部屬，優先分配研究與開發資源。
德國為鞏固在國際納米市場中的優勢地位，發揮納米技術優勢，德國聯邦教育與研究部、勞工與社會事務部、國防部、衛生部、技術與經濟部以及農業與食品部***同制定了將納米技術研究與專利產品生產銷售相結合的“2010納米創新”技術發展規劃。
我國在“十壹五”規劃中指出，將以國家重點工程為依托，在能源、材料、機械制造等產業領域，重點開展8項重大技術的研制。