21世紀是農業發展的重要階段。生命科學與其他最新科學技術的結合將給世界農業帶來根本性的變化。隨著分子生物學的發展，生物基因庫的建立，基因工程的興起，克隆技術和生物固氮技術的廣泛應用，農業的面貌將煥然壹新。
以大量物質和能源投入為標誌的工業化農業的發展，極大地提高了生產率，但也帶來了能源枯竭、環境汙染、生態失衡等嚴重的社會問題。在新科技革命中，湧現出壹批新的技術群體，如生物工程技術、新能源技術、微電子技術、原子能技術、空間技術和海洋技術等。這些科技成果正在不同程度地應用於農業，為解決工業化農業帶來的環境、能源和生態問題展示了光明前景。
在發展中國家，超過8億人沒有達到糧食安全線，6543.8+0.8億學齡前兒童營養不良，數億人遭受饑餓和營養不良。在落後的農業生態地區，自然資源迅速惡化、人口迅速增長、貧困加劇和糧食短缺的主要原因是缺乏農業高技術。由於“綠色革命”的巨大成功，國際農業發展研究中心已經意識到通過適當調整自然資源來促進農業可持續發展的重要性和緊迫性。在目前和今後的研究中，人們將更加重視自然資源的調整、種質的保護和品質的提高。
以“全球定位系統”為代表的高科技設備在農業生產中的應用，導致了“精準農業”的出現，這將大大提高農業的生產水平。這項技術是在聯合收割機、播種機和施肥機上安裝全球衛星定位裝置，駕駛室內的接收器可以將信息傳輸到計算機。這具有施肥準確、估產準確、操作準確的特點。美國正在農業領域推廣這種精準種植技術。
以互聯網為代表的計算機網絡技術在農業領域的應用，使農業生產活動與整個社會緊密聯系在壹起，可以充分利用社會資源解決生產過程中的困難，農業生產社會化將進入壹個新的階段。自從美國政府決定建設“信息高速公路”以來，計算機網絡技術正在美國農業領域迅速普及。通過互聯網，農民可以在網上瀏覽美國乃至世界各地的農產品期貨價格、國內市場銷量、進出口量、最新農業科技和氣象數據等信息，還可以在網上銷售農產品。
以基因工程為核心的現代生物技術在農業領域的應用導致了基因農業，並由此培育出更多產量更高、品質更好、適應性更強的新品種，使農業的自然生產越來越直接由人類控制。比如在農作物中使用基因鑲嵌技術，可以在傳統育種壹半的時間內創造出更理想的新物種。據美國經濟學家分析，5年內，美國市場上通過基因工程改造的農產品和食品將達到200億美元。可以說，第二次綠色革命指日可待。
以高科技為基礎的工廠化養殖業正在興起，這將從根本上改變農業的傳統生產方式，使農業生產活動可以像工業生產壹樣在工廠裏進行，而不是在自然界中進行。工廠化養殖不是壹般的溫室生產，而是綜合利用各種高科技成果的產物。其中需要利用生物技術培育種子，利用計算機技術控制光照、溫度、濕度、施肥、農藥，以及新材料、新光源等高科技成果。比如很多溫室可以模擬太陽的運行過程，讓農作物像在大自然中壹樣進行光合作用，不分季節晝夜連續生產，從而提高生產速度，縮短生產周期，增加產量。
以確保糧食穩定生產為目標，改善農業產業結構和功能，進壹步提高農業生產力水平的綜合研究正引起日本政府的高度重視。其主要研究內容是:擴大經營規模，提高經營效率，降低經營成本，充分利用農田自然循環功能，降低環境負荷，開發適合日本的低環境負荷農業新技術，開發稻田“稻-麥-豆-飼”輪作制。同時在作物類別、學科領域、耕作等多個方面進行相應的研究、試驗和示範。
以分子生物學為基礎的生命科學的快速發展加深了人們對生物世界的原有認識，以生命科學為基礎的生物產業很可能在21世紀出現大發展。日本政府認為，有必要促進將這些學科中積累的知識應用於農業科學領域。主要內容如下:第壹，高密度水稻染色體連鎖基因圖譜的開發。二是在動物方面，主要開展了動物基因組、發生和分化、免疫、腦和神經等方面的研究，並計劃將所獲成果應用於農業動物的繁殖和產肉；對天敵等有益昆蟲的改良、疾病防控、動物飼養和繁殖行為的控制等方面的研究，也可能對人類醫學有所貢獻；三是在綜合生物防治的基礎上，探索化感物質、性激素等生物相互作用物質。第四是農業和水生生物功能的深入開發和仿生，以期創造新的產業，更好地利用生物功能修復環境的技術和模仿生物功能的技術。
以色列是世界上土地資源相對貧乏、水資源非常匱乏的國家之壹。全國90%的土地是山地和沙漠，壹半以上的地區屬於典型的幹旱半幹旱氣候。幾十年來，以色列政府根據國家的實際情況，制定並實施了明確的農業發展戰略，特別強調“科技立國”的指導思想。在加大科研教育投入的基礎上，優先發展高效節水農業技術、優良品種選育技術和沙漠溫室技術，在保持農業生態環境發展的同時，走上了農業可持續發展的道路。在21世紀的今天，以色列更加重視發展高科技，加強研發，定期調整產業結構，不斷創新品種和質量，使農業生產及其技術全面國際化、專業化和商品化。