Một quy trình in 4D bắt đầu bằng việc chọn loại vật liệu thích hợp mà ta có thể biết được phản ứng của chúng khi tiếp xúc với các nguồn năng lượng. Ví dụ như một loại nhựa tổng hợp có khả năng hấp thụ nước.[1] Khi bị nhúng ngập trong nước, loại nhựa này sẽ nở rộng làm cấu trúc vật thể có thể xoắn vặn hoặc uốn cong.[1]

Bước thứ 2 là thiết kế trên máy tính mô hình vật thể 3D cấu thành từ nhiều phần khác nhau bằng vật liệu đó sao cho đạt mục tiêu mong muốn. Quá trình này còn gọi là "lập trình vật chất" (matter programming). VD: thiết kế một vật thể 3D hình sợi gồm nhiều đoạn nhỏ nối với nhau, sao cho khi chịu tác động của năng lượng, chúng sẽ gấp khúc lại theo một góc độ quy định.[1]

Bước 3: "in" các bộ phận của vật thể bằng kỹ thuật chồng lớp như in 3D và dùng năng lượng kích hoạt quá trình tự lắp ráp[1]

Một trong những yếu tố quan trọng là phải lập trình máy in 3D để tạo ra các đơn vị hình học có mức độ phản ứng với năng lượng kích thích khác nhau. Nghĩa là một số phần trong cấu trúc vật thể sẽ biến đổi trong khi các bộ phận còn lại vẫn giữ nguyên hình dạng. Trong thí nghiệm minh họa của Tibbits, chỉ một số đoạn trên đường thẳng uống cong, các phần khác vẫn thẳng để tạo thành hình lập phương.[1] Như vậy, với công nghệ in 4D, vật thể tạo ra có cấu trúc đơn giản nhưng có thể gắn kết, chuyển đổi thành các hệ thống phức tạp và đa chức năng.[1]