作物学从基因型和环境两方面及其相互关系等角度上阐明并揭示作物持续高产、优质、高效的理论、方法和技术，是一门理论与应用并重的科学。通过理论与技术及方法体系的不断完善和拓展，作物学一级学科建立了作物栽培学与耕作学、作物遗传育种学、种子科学与技术等学科方向。

1.作物栽培学与耕作学  是研究作物生产理论、方法与技术的科学。该学科方向以植物 生理学、农业生态学为理论基础，以区域布局、资源配置、精准设计、个体培育、群体优化、系统调控、集成示范等为技术手段，进行作物生产理论创新与技术研发，并进行技术模式的区域集成示范与推广应用，是特别注重生产实践的应用性科学。

2.作物遗传育种学  是研究作物遗传改良理论、方法与技术的科学。该研究方向以遗传学和基因组学为主要理论基础，以遗传资源发掘与利用、基因重组、人工诱变、杂种优势利用、分子标记和基因重组技术、细胞与分子生物学、田间试验与测试等技术为手段，进行作物遗传理论创新和育种技术研发，并开展新材料创造和新品种培育，是理论与应用并重的科学。

3.种子科学与技术 是研究作物种子生产理论、方法与技术的科学。该研究方向以植物遗传学、作物育种学、作物栽培学与耕作学等学科的基本知识和理论为基础，以传统种子繁育和现代分子生物学等技术为手段，研究作物种子发育生理与化学调控、种子生产、加工及贮 藏、种子质量控制与检验等理论与技术，是理论与应用相结合的科学。