Οι μέθοδοι βιολογικής γεωργίας περιλαμβάνουν τη χρήση φυσικών πόρων και θρεπτικών συστατικών για τη φύτευση των καλλιεργειών αντί για χημικά φυτοφάρμακα ή άλλες ανόργανες μεθόδους. Ο τομέας της αγροοικολογίας περιλαμβάνει συχνά θέματα που σχετίζονται με αυτή τη φυσική διαδικασία καλλιέργειας. Εκτός από τη βιολογική κηπουρική, οι μαθητές αγροοικολογίας συχνά εξερευνούν τη βιολογική γεωργία μέσω άλλων μεθόδων, όπως η αμειψισπορά, η βιολογική καταπολέμηση των παρασίτων και η φύτευση συντρόφων.
Οι μέθοδοι βιολογικής γεωργίας προάγουν τη βιωσιμότητα και τη βιοποικιλότητα αποφεύγοντας τα συνθετικά λιπάσματα, τα φυτοφάρμακα και τα ζιζανιοκτόνα. Οι βιολογικοί αγρότες χρησιμοποιούν φυσικά λιπάσματα ή κομπόστ από ζωική κοπριά, φυτικά υπολείμματα ή σάπια φυτικά υλικά. Η βιολογική κηπουρική παρέχει ένα παράδειγμα που προσφέρει μια μέθοδο μικρότερης κλίμακας για τη φύτευση φυτών, λουλουδιών, φρούτων και λαχανικών χωρίς συνθετικά.
Για να αναπτύξουν βιώσιμες μεθόδους βιολογικής γεωργίας, οι αγρότες και οι κηπουροί στρέφονται στον επιστημονικό κλάδο που είναι γνωστός ως αγροοικολογία. Αυτός ο τομέας που σχετίζεται με τη γεωργία εστιάζει σε τρόπους σχεδιασμού και διατήρησης ενός παραγωγικού, αλλά φιλικού προς το περιβάλλον συστήματος φυσικής γεωργίας. Μερικά από τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση και την εφαρμογή μεθόδων αγροοικολογίας περιλαμβάνουν γενικά την οικολογική και οικονομική σταθερότητα, την αυξημένη παραγωγή φυτών ή τροφίμων, την ασφάλεια των τροφίμων και τη διατήρηση των πόρων.
Η αμειψισπορά είναι μια από τις πολλές μεθόδους βιολογικής καλλιέργειας που κρατά το έδαφος γόνιμο, τις ασθένειες και τα έντομα μακριά. Χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνική, οι αγρότες και οι κηπουροί εναλλάσσουν τα φυτά και τις καλλιέργειές τους σε διαφορετικά μέρη του κήπου τουλάχιστον κάθε δύο χρόνια για να μπερδέψουν τα αρπακτικά. Η αμειψισπορά σημαίνει επίσης μεταφορά μιας συγκεκριμένης ομάδας καλλιεργειών με παρόμοιες καλλιεργητικές συνήθειες σε ένα σημείο που ανήκε σε προηγούμενη οικογένεια φυτών. Για παράδειγμα, ένας αγρότης μπορεί να φυτέψει μια ομάδα χόρτα σε ένα τμήμα του κήπου, ακολουθούμενη από μια ομάδα από ντομάτες και πατάτες. Κατά τη διάρκεια του επόμενου έτους, ο αγρότης ξαναφυτεύει την οικογένεια ντομάτας και πατάτας σε ένα νέο τμήμα του εδάφους, ενώ μεταφέρει την οικογένεια των χόρτων στο σημείο όπου κάποτε κατοικούσαν οι ντομάτες και οι πατάτες.
Η βιολογική καταπολέμηση παρασίτων περιστρέφεται γύρω από τη χρήση συγκεκριμένων εντόμων για να κρατήσει άλλα έντομα από τα φυτά. Ένας τρόπος για να εφαρμοστεί η βιολογική καταπολέμηση των παρασίτων ως μέθοδος βιολογικής γεωργίας είναι η αναπαραγωγή μιας ομάδας παρασίτων ή εντόμων σε ένα εργαστήριο και στη συνέχεια η απελευθέρωσή τους στο χωράφι για την προστασία των φυτών. Παραδείγματα αυτών των «φυσικών εχθρών» περιλαμβάνουν σκαθάρια, δαντέλες και νηματώδεις που επιτίθενται στα έντομα.
Άλλες μέθοδοι βιολογικής καλλιέργειας περιλαμβάνουν τη φύτευση συντροφιάς. Αυτή η γνωστή τεχνική φυσικής καλλιέργειας εστιάζει στην ιδέα ότι τα φυτά μπορούν να ωφεληθούν το ένα από το άλλο όταν τοποθετούνται σε κοντινή απόσταση. Μερικά παραδείγματα συμβατών φυτών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: καλαμπόκι, κατιφές και κολοκύθες. μαρούλι, ραπανάκια και καρότα. και φράουλες, σπανάκι και φάβα. Ενισχυμένο έδαφος, υψηλότερες αποδόσεις φυτών ή καλλιεργειών και φυσικός έλεγχος παρασίτων είναι μεταξύ των πλεονεκτημάτων της φύτευσης συντρόφου.