Die Digitalisierung im Bereich Infrastrukturbau bietet vielseitige Möglichkeiten, Prozesse zu optimieren und so Ressourcen effizienter zu nutzen. Die Methode des Building-Information-Modeling (BIM) liefert ein konsistentes Produktmodell, das die Grundlage für eine integrierte Projektsteuerung bietet, und führt so zu einer Neuorganisation der Projektprozesse. Das 3-D-Modell wird bereits in der frühen Entwurfsphase entwickelt und für die Variantenentscheidung genutzt. Außerdem wird es für die Ausführungsphase sowie anschließend für die Phase der Nutzung des Infrastrukturbaus weiterentwickelt und -verwendet. So ist eine verlustarme Datennutzung über die gesamte Projektdauer einschließlich des Bauwerkslebenszyklus gewährleistet. Die Darstellung eines Bauwerks als 3-D-Modell ermöglicht die Ableitung widerspruchsfreier Pläne, die Ermittlung möglicher Kollisionen zwischen Bauwerkselementen und die Automatisierung der Mengenermittlung [BoKö18]. Außerdem besteht die Möglichkeit einer frühzeitigen Verknüpfung der Komponenten des BIM-Modells mit entsprechenden Prozessen des Bauzeitplans (4-D-Modellierung) und mit den Kosten für die Herstellung beziehungsweise den Kauf der benötigten Bauteile (5-D-Modellierung) [DEGES17]. Dadurch sind relevante Informationen wie Kosten, Mengen und Zeitabläufe unmittelbar verfügbar. Diese widerspruchsfreien und hochwertigen Informationen ermöglichen frühzeitig belastbare Entscheidungsfindungen. Durch den erhöhten Aufwand in der Planungsphase zur Optimierung des Prozesses können geringere Ausführungszeiten erreicht werden. Außerdem verringern sich Risiken in der Bauausführung hinsichtlich Kostensteigerungen und Zeitverzugs durch die erhöhte Planungsqualität. Die Planungsdaten finden über den Planungsprozess hinaus in der Baufortschrittskontrolle Anwendung. Durch diese Transparenz über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks erhöht sich die Planungs-, Termin- und Kostensicherheit [DEGES17, EgHa13].

Umfragen unter BIM-Anwendern belegen, dass eine BIM-basierte Planungsmethodik auf Grundlage von konsistenten Modellen die Effizienz von Planungsprozessen und die Produktivität erhöht, die Zusammenarbeit im Unternehmen und mit Externen verbessert und so zu verringerten Planungs- und Genehmigungszeiten und einer Erhöhung der Nachhaltigkeit, unter anderem durch die Reduzierung von Nachträgen führt.
Als die größten Herausforderungen für den Einsatz von BIM werden mangelnde Motivation, Akzeptanz und Knowhow Beteiligter im BIM-Projekt, die mangelnde Durchgängigkeit der Daten, besonders an Übergängen zwischen den einzelnen Lebenszyklusphasen und die Unklarheit bei der Honorierung von Leistungen , sowie Vergabe- und Vergütungsregelungen genannt.
Widerstände gegen Veränderung und mangelnde Durchdringung von BIM im Markt und ihren Kunden und dabei explizit auch ein mangelnde Nachfrage und Bereitschaft der Kostenbeteiligung bei Auftraggebern und Bauherrn, mangelnde Ressourcen, Aufklärung, Personal und Nachwuchs, fehlende Einheitlichkeit bei Datenformaten und Standards und das fehlen von festen Vorgaben durch die Politik werden als größte Hindernisse für den Einsatz von BIM beschrieben [BIM21].