人類社會自從有廣種植業，也就出現了憑經驗選留農作物種子的育種時期。這是在自然選擇和人工選擇的基礎上.經過漫長的生產實踐，到18世紀至19世紀，相繼出現了植物種內和種間雜交技術，使農作物育種進入了20世紀的近代水平。
早在1865年2月，孟德爾就宣讀《植物雜交試驗》論文遺憾的是這一具有劃時代意義的研究成果，經過35年才分別被荷蘭的德弗裏斯、德國的柯倫斯和奧地利的丘歇馬克三位植物學家，用自己的研究證實了孟德爾的遺傳規律的正確性。著名的植物學家摩爾根，在前人工作的基礎上，以大量的實驗結果，闡明了遺傳學的連鎖交換規律.同孟德爾的遺傳因子分離規律和自由組合規律，被後人統稱為經典遺傳學的三大規律。
摩爾根依據多年的研究實踐，提出了“基因之所以穩定，是因為它代表著一個有機的化學實體”等多方麵的正確論斷。科學實踐證明，基因論的創立使經典遺傳學發展到廣細胞遺傳學的階段，進而預示了現代生化遺傳學和分子遺傳學出現的必然性實驗生物學和生物育種實踐的發展，又促進了相關學科的迅速發展。如果說，19世紀在生物學方麵，有斯克雷頓的“細胞學”、達爾文的“物種起源”和孟德爾的“植物雜交試驗”三項偉大成果的話，那麼，20世紀在生命科學方麵，則有摩爾根的“基因論”、沃森和克裏克的“DNA雙螺旋結構”、豪雷等的“遺傳密碼及其在蛋白質合成中的機能”、阿爾伯等的“用核酸內切酶技術研究遺傳體係的結構”、伯格等“目八的實驗操作”、麥克林托克“發現轉位遺傳因子”等近30項突破性重大成果，從而促進了生物育種理論和技術突飛猛進地發展到現代生物遺傳育種學。
20世紀科學技術的發展對人類的貢獻是空前的，農作物遺傳育種工程技術的進步也是前所未有的。我國由於長期封建統治，以及19世紀中葉開始近百年半封建半殖民地社會，使我國的科學研究明顯落後。當1909年，美國實施玉米自交係間雜交種方案，並獲得增收10億美元玉米的時候，我國才從各種農作物應用農民自留種子，甚至以糧代種的階段中初醒，剛開始建立農業實驗場、引進國外棉種。一批農業科技先驅，走出國門學習農作物遺傳育種理論和實際操作技術，20世紀30年代他們回國後開展了相應的工作，取得了顯著的成效：丁穎開創了野生稻與栽培稻遠緣雜交育種的先河，發表了休稻純係育種之理論與實施金善寶鑒評出“江東門”等小麥良種，發表了《實用小麥論》和《近代玉米育種法》王授培育出“金大332”大豆和“金大即”大麥良種，發表了《大豆田間試驗技術之研究》；馮澤芳發表了《適於中國栽培的美棉新品種》。
中華人民共和國成立以來，半個多世紀的農作物遺傳育種研究勝過以往幾千年，育成的農作物良種數以萬計，有效地推動了種植業的發展。特別是黨的十一屆三中全會以來，中國不僅用占世界的耕地，養活了占世界22%的人口，而且主要農作物產品達到了“總誼需求大體平衡，豐年有餘。”這是舉世矚目的偉大成就。在農作物遺傳育種方麵，水稻三係、兩係的研究和雜交水稻的大麵積應用於生產，以及雜交油菜在我國率先育成等項，都已走在世界的前列。
20世紀的科學具有震撼性的發現，地球上各種生物都同用一種遺傳密碼，因而揭示出由它所組成的基因也可以通用。20世紀80年代以來，植物遺傳工程的轉基因植物的異軍突起，在農作物育種上令人耳目一新。目前，世界上已有上百種轉基因植物。
主要是：大豆、玉米、油菜、棉花和土豆。