利用一定的设施，把不同种类的蔬菜作物，或同种蔬菜分层种植，这种立体栽培模式叫空间立体栽培。空间立体栽培时，作物不仅种在土地一个平面上，还要种在空间人工建造的数个平面上，其空间利用率更高，产量、效率更可观。但投资也大，需要的技术水平也高。为了充分利用立体栽培设施，发挥其最大的功效，均在日光温室、塑料大棚等保护设施中进行。此外，根据模式不同还需要一些其他设施。
（1）架槽式立体栽培。在进行立体栽培时，下层地面种植一层蔬菜，上层设1～2层架槽栽培1～2层蔬菜，这种方式叫架槽式立体栽培。这种架槽的特点是底部有一定深度的空心层，当向槽内滴灌营养液时，该空心层可储备营养液，并通过基质渗透供应蔬菜需要。这样较好地解决了基质中肥、水、气三者的平衡关系，有利于蔬菜的生长发育。架槽式立体栽培除了利用上述材料外，还需要人工配制营养液。架槽式立体栽培的空间利用率高，植株密度大，产量很高，是目前较高级的蔬菜立体栽培模式。其缺欠是密度大，病虫害较易发生，下层的光照条件较差。其最大的缺欠是设施复杂，投资大，一般农户不易承受。
（2）床式立体栽培。床式立体栽培是上层设床式支架，进行无土栽培，下层进行耐弱光蔬菜的栽培。床式立体栽培上层可种植多种喜光蔬菜，床下光线较弱，只能栽培食用菌、韭黄、蒜黄等耐荫蔬菜。床式立体栽培也是较高级的立体栽培模式，其优点与架槽式立体栽培相同。
（3）吊挂式立体栽培。在保护地中，上层采用吊挂塑料编织袋或花盆等栽培喜光蔬菜，下层地面种植一般蔬菜，这种方式叫吊挂式立体栽培。吊挂式立体栽培的设施较简单，农民容易接受利用，很易在温室、大棚中推广。其缺欠是浇灌营养液费工，产量、经济效益均不十分明显。
（4）庭院人造立柱蔬菜立体种植。在庭院中，用人工配制的土，加上一些容器，制成多个立柱，以增加空间利用率，进行蔬菜立体栽培的模式为人造立柱立体种植。人工配制土又称人造土，是用作物秸秆、生活垃圾等，加上一定的饼肥后，堆积发酵沤制腐熟即成。利用人造土立柱进行蔬菜立体栽培，可提高土地利用率6倍以上，增产幅度大，经济效益高，适于广大农村在庭院利用。其缺欠是建造、管理较费工，难以大面积推广。
（5）其他。用于立体栽培的设施还有很多，如工厂化育苗设施、遮雨栽培设施、无土栽培设施等均可进行蔬菜立体栽培。