如前所述，政府幹預是國內科技園區發展的普遍現象。同時，許多高新技術企業集群的形成往往是自組織與他組織共同作用的結果。這就要求政府的行為應該符合集群自組織的內在規律，即自組織應發揮主導作用，才可能取得好的效果。從係統論和熱力學的觀點來看，自組織是指一個係統通過與外界交換物質、能量和信息降低自身的熵含量，且在內在機製的驅動下，自行從簡單向複雜、從粗糙向細致方向發展演化，不斷地提高自身的結構有序度和自適應、自發展功能的過程。以普利高津的耗散結構理論和哈肯的協同論為代表的自組織理論為分析企業集群形成與演化過程提供了新的視角和工具。
在一個特定地理空間、特定領域的企業集群形成和演化大致經曆過程。
首先，在初始階段，數量較少的從外地遷移進來或本地區發展起來的高新技術企業和相關機構陸續出現在某一地域，但它們之間尚沒有形成特定關聯。這個階段，可以依靠他組織來實現，例如通過政府行為驅使一批企業遷入某一區域，用優惠政策誘導企業集中在某一區域。
隨後，企業和相關機構數量逐步增多，多個主要的企業及相關機構開始專業化分工，或因技術路徑、共享信息、市場等資源而相互之間產生聯係。接著，在合適的環境和條件下，產生了具有關聯結構和特定功能的集群單元。集群單元是集群形成與發展的內核或者說集聚胚，具有極化、自發展與自組織功能（劉友金、郭新，2003）。然後，在一個或多個集群單元基礎上加快企業集聚步伐，形成了企業集群。企業集群未來的走向有三種情況，一是自我進化，實現集群升級，具備更高級的結構和功能；二是由於遷移或衍生產生新的集群單元，在本地或異地推動新集群的形成；三是由於內外部因素走向衰落，係統解體。上述演化過程中，企業、集群與外界環境有物質、能量和信息的交換。
集群形成與演化過程相對應，存在一個集群係統自組織機製。橫坐標表示外界對係統的控製參數，即係統偏離平衡態的程度（伊利亞·普利高津，1998）；縱坐標表示企業集群結構的有序程度。
在初始階段，雖然有一定數量的高新技術企業和相關機構在地理上接近，但它們之間尚沒有形成特定關聯，是一個處於平衡態的相對封閉的係統，係統的有序程度很低，沒有集群現象。從高新技術企業和相關機構的出現到產生關聯階段是係統從平衡態逐漸偏離到近平衡態，但仍處於非平衡態線性區，對應於熱力學分支 a段，屬集群萌芽階段。政府采用優惠政策吸引高新技術企業入駐，引導官產學研合作的過程正是處於這一階段。
集群單元出現則對應於b分支。此時，隨著各個組織之間關聯度提高，以及係統與環境的耦合，原有近平衡走向遠離平衡狀態並超過一定閾值（B點）而失穩，非線性作用通過局部漲落（係統局部對整體的宏觀均態暫時微小的隨機偏離）放大引起係統突變，形成了時空結構有序的集群單元，實現集群形成與演化過程的一次飛躍。從協同論角度看，集群單元的湧現則是係統各個單元（高新技術企業、大學、中介服務等機構及各種要素）非線相互作用加強，關聯能量大於各個企業或機構獨立運動能量，個體運動服從於協同運動使係統出現有序結構，形成具有耗散結構特征的集群單元。集群單元形成後，繼續與環境進行物質、能量、信息交換，發揮極化和擴展功能，企業和相關機構迅速增多，內部關聯和與環境相互作用加強，使係統進一步遠離平衡態，到 C點導致二級分支 c出現，形成具有耗散結構特征的企業集群。同樣道理，集群升級表示 d分支湧現，集群成為更高級、更有序結構。此外，在環境惡化、外力打擊等外部因素，以及技術創新斷層、過度競爭等內部因素的製約下，企業集群也可能衰敗、解體。虛線 b′段、c′段表示，集群結構有序程度降低，集群功能退化。由於適應環境、產業升級或業務分離的需要，集群也可能向合適的新區域遷移。