Ενώ κάποτε οι αγρότες και οι κτηνοτρόφοι βασίζονταν σε γενιές συμβουλών και στο Ημερολόγιο του αγρότη, αυτό σιγά σιγά εξελίχθηκε στην επιστημονική πλευρά της γεωργίας. Η γεωπονία αναφέρεται στην εφαρμογή επιστημονικών θεωριών — βιολογικών, οικολογικών, οικονομικών και τεχνολογικών — στην πρακτική της γεωργίας. Επικεντρώνεται ειδικά σε καλλιέργειες αγρού που παράγονται σε μεγάλη κλίμακα, όπως σιτάρι, καλαμπόκι και σόγια. Αναφέρεται επίσης σε καλλιέργειες που αποτελούν βασικά τρόφιμα για τα ζώα ή που παρέχουν ίνες για βασικό ύφασμα. Η γεωπονία ή η αγροτική οικονομία είναι μια υποενότητα της γεωπονίας που αναφέρεται στην εφαρμογή οικονομικών μεθόδων και μοντέλων στις αποφάσεις που λαμβάνουν οι αγρότες.
Οι εκμεταλλεύσεις και τα άτομα που χρησιμοποιούν γεωπονική έρευνα εφαρμόζουν βασικές οικονομικές και επιχειρηματικές τεχνικές τόσο σε μικρές όσο και σε μεγάλης κλίμακας αγροκτήματα. Αυτές οι τεχνικές περιλαμβάνουν τη διαχείριση της οικονομικής εκμετάλλευσης. έρευνα αγοράς; τιμολόγηση, προσφορά και ζήτηση· δομές και ανάπτυξη της αγοράς. Ιστορικά, τα αγροκτήματα αναπτύχθηκαν και εκτρέφονταν μια ποικιλία καλλιεργειών και ζώων με μια κύρια αγρονομική καλλιέργεια να πωλείται για ένα σταθερό εισόδημα. Τώρα, η γεωπονία επικεντρώνεται στην απόκτηση της πιο οικονομικής αξίας από τη μικρότερη ποσότητα σπόρων, γης και εργασίας.
Οι περιβαλλοντολόγοι, οι επιστήμονες και οι επιχειρηματίες έχουν επικεντρώσει την προσοχή τους στη γεωπονία και τη γεωπονία. Καθώς χρησιμοποιούνται περισσότερα φυτά σε βιοκαύσιμα για οχήματα και βαρέα μηχανήματα, οι γεωπόνοι θα πρέπει να αυξήσουν την παραγωγή καλλιεργειών για να καλύψουν την αυξημένη ζήτηση από τους τομείς της βιομηχανίας και των τροφίμων. Εν τω μεταξύ, αυτοί οι επιστήμονες πρέπει να διασφαλίσουν ότι η αυξημένη παραγωγή καλλιεργειών δεν καταστρέφει τη χημεία του εδάφους ή δεν εξαντλεί τους φυσικούς πόρους. Οι γεωπόνοι εργάζονται για μια υπεύθυνη, βιώσιμη αγρονομική ανάπτυξη και εργάζονται για τον μετριασμό των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων της γεωργίας στα φυσικά οικοσυστήματα.
Άλλοι αξιόλογοι τομείς της γεωπονίας περιλαμβάνουν την αμειψισπορά, τη χημεία του εδάφους και την άρδευση και αποστράγγιση. Εναλλάσσοντας διαφορετικά είδη καλλιεργειών στα ίδια χωράφια, οι γεωπόνοι και οι αγρότες μπορούν να ελέγξουν τη συσσώρευση παρασίτων και εντόμων που έλκονται ή επιβιώνουν σε ένα είδος φυτού. Τα φυτά απορροφούν το μεγαλύτερο μέρος των θρεπτικών συστατικών τους απευθείας από το έδαφος. Καθώς διαφορετικά φυτά χρειάζονται διαφορετικά θρεπτικά συστατικά, η αμειψισπορά διασφαλίζει επίσης ότι το έδαφος παραμένει γόνιμο με ισορροπημένα μέταλλα, θρεπτικά συστατικά και μικροοργανισμούς στο έδαφος.
Είναι επίσης απαραίτητο να μελετηθούν οι χημικές αντιδράσεις στο γεωργικό έδαφος που σχετίζονται με την ανάπτυξη και την παραγωγή των καλλιεργειών. Αυτό περιλαμβάνει τη σύνθεση ορυκτών και την κινητικότητα και την τοξικότητα των ρύπων του εδάφους. Ενώ οι γεωπόνοι το παρακολουθούν για να διασφαλίσουν ότι οι καλλιέργειες δεν είναι μολυσμένες, είναι επίσης σημαντικό για κάθε οργανισμό που εργάζεται για τον καθαρισμό ή την αποκατάσταση της μολυσμένης γης.
Η ποσότητα και η συνέπεια των βροχοπτώσεων είναι μια πολύ μεταβλητή πτυχή της γεωργίας. Οι καλλιέργειες χρειάζονται την κατάλληλη ποσότητα νερού – και αποστράγγιση νερού – για να ευδοκιμήσουν. Οι γεωπόνοι μελετούν και καινοτομούν συστήματα άρδευσης, συμπεριλαμβανομένων των εναέριων καταιονιστικών, της αυλακωτής άρδευσης, της άρδευσης με σταγόνες και της υπόγειας άρδευσης.
Οι γεωπόνοι εργάζονται για να βγάλουν όσο το δυνατόν περισσότερες καλλιέργειες από κάθε σπόρο και κάθε εκατοστό γης, κάτι που δεν σταματά στη βλάστηση. Είναι απαραίτητο οι γεωπόνοι να μελετούν και να προστατεύουν τα φυτά από τα λάχανα κατά τη συγκομιδή. Ένα μεγάλο μέρος της καταπολέμησης των ζιζανίων, των εντόμων και των παρασίτων περιλαμβάνει την αμειψισπορά και την αναπαραγωγή φυτών. Ωστόσο, περιλαμβάνει επίσης τη διατήρηση των ζιζανίων έξω από το χώρο της καλλιέργειας, τη φύτευση συνοδών και συνθετικά και φυσικά εντομοκτόνα.
Εκτός από τη μελέτη για τη βελτίωση του περιβάλλοντος στο οποίο αναπτύσσονται τα φυτά, η γεωπονία εστιάζει και στη βελτίωση των φυτών. Οι γεωπόνοι εκτρέφουν επιλεκτικά φυτά με μεγαλύτερες αποδόσεις και υψηλότερες θρεπτικές αξίες. Λειτουργούν επίσης για ισχυρότερες αντιστάσεις σε παράσιτα, ιούς και μύκητες.