是研究农作物的形态、生理、遗传与育种、栽培技术、病虫害防治、生产经济等方面的科学。通常称为作物学。其基本任务是：探讨农作物的起源、分布和分类；研究作物本身的特征特性，阐明其生长发育与环境条件的关系；了解限制农作物生产的诸因素及其与产量形成的相互关系；改良农作物品种，提高产量、改善品质以及开拓农作物严品的利用途径及加工工艺技术等方面的内容。

中国历代学者编著的农书，主要是对农作物栽培的实践总结。北魏贾思勰著《齐民要术》，是中国现存最早而完整、丰富的一部古农书。其中谷物的栽培，涉及农作物的耕作、品种、播种、施肥、管理、收获及贮藏等；全书尚有蔬菜、果树、林木以及其它作物（如纤维作物、染料作物、花卉等）；书中引证了目前已失传的一部农学专著《氾胜之书》（公元前32年～前7年）的许多重要内容，记述了中国2000年以前黄河流域的旱农技术措施及其原理。此外，尚有元代《农桑辑要》（1273），《王祯农书》（1313）收集并总结了公元6世纪到13世纪之间黄河流域旱农和江南水田精耕细作的生产经验，对农业起源和历史，农作物、蔬菜、瓜果、竹木等的品种及种植法，以及各种农机具的构造、来源、演变和用法等，都作了详尽的阐述。明代《救荒本草》（1406），英国李约瑟博士认为是以野生植物作为食用的一部杰作，西方国家到18世纪才有类似著作。徐光启编著的《农政全书》（1628），则集历代古农书中专著的大成。以上五部著作，被农史家称为“中国五大农书”。

1949年以前，在中国出版的农作物学专著有《中国作物论》（原颂周编著，1931）、《四十五大作物论》（颜伦泽编著，1931）、《实用小麦论》（金善宝编著，1935）、《稻作学》（彭先泽编著，1936）、《中国食用作物》（孙醒东编著，1937）、《工艺作物》（顾华孙编著，1947）等。这些作物学专著的内容，涉及有关作物的重要性、分类、起源、形态、品种、生长发育以及栽培技术等。1949年以后，中国沿引苏联《作物栽培学》的体系，陆续出版了各种农作物的《作物栽培学》，内容与1949年以前出版的作物学相比，减少了栽培原理方面的内容，加强了栽培技术的阐述。以后又出版了各种作物的专著，60年代出版的有《中国水稻栽培学》、《中国小麦栽培学》、《中国小麦品种志》、《中国棉花栽培学》、《中国甘蔗栽培学》、《热带作物栽培学》等。80年代又出版了《中国小麦品种及其系谱》、《中国稻作学》以及各种作物的品种志、栽培学、育种学达30多种。与此同时台湾省也出版了《作稻育种之原理与实施》等。这些著作普遍加强了生物学基础知识内容，栽培技术仍占重要地位，同时补充了国内外作物科学研究所取得的新成果、新进展。

农作物学一般分通论和各论两个部分。通论涉及作物学各分支学科，可从作物育种、作物生理、栽培方法等方面区分；各论按农作物的性质、用途等设置不同专业学科，如稻作学、麦作学、棉作学、油料作物、糖料作物、薯类作物、饲用作物、香料作物、药用作物等等不同学科。这些分法仍不尽完善、迄今国内外尚无统一的科学划分方法，说明农作物这门学科尚在发展之中。今后这些学科相辅相成、互相渗透，对作物科学的发展将起促进作用。

作物学主要是研究农作物生产中具有共同性的基础理论与应用问题，但也涉及与其他自然科学和农业科学的相互关系。它是以有关自然科学（数学、物理、化学、生物学、气候学和地理学等基础科学）和农业科学作为基础的，它的学科体系包括以下主要内容：农作物的分类系统、形态解剖、生长发育和器官建成及其调控原理；农作物的常态生理和逆境生理：农作物产量构成因素的分析及其调控；化学控制的机理及其在作物生产中的应用：农作物生产与各种土壤因素（物理的、化学的和微生物的）、气象因素（温、光、水、气等）和生物因素（菌、虫、鸟兽、杂草等）的关系，以及各种农作物之间的相互关系（轮作复种、作物布局、品种搭配等）；新作物的引进和野生植物的驯化；农作物的世界分布：农产品的加工利用等。

70年代以来，随着基础学科和边缘学科的发展，特别是细胞遗传学、植物生理学、植物生物化学、植物生态学、农业系统工程学、农业种植区划以及电子计算机在作物科学中的应用等学科的发展和渗透，作物学一面向纵深发展，一面向横向扩展，使作物学的研究方法，从早期采用外部形态学和内部解剖学的研究方法，和中期的生理学和化学的研究方法，发展到近期的生态学和系统工程学的研究方法，即由宏观到微观，又转向宏观与微观相结合的研究方法，相互影响，相互渗透，从而由致力于作物营养、呼吸、代谢、同化、生长、发育等的机制以及调节这些机制的激素等方面的研究，转向研究在田间生态条件和各种生产因素综合作用下的作物生长发育与产量形成的数学模式，以及高产模式化栽培技术：在改进品种中，则由群体选择、基因交换、杂种优势利用，进入遗传工程等与生态条件、栽培技术密切结合，不断提高作物产量和改善品质。显然，这种不同阶段的发展更加丰富和充实了作物学的研究内容和研究方法，作物学必将成为富有活力和内容丰富的一个农业科学分支学科。