中國古代農業在提高農業生物自身生產能力方面也積累了豐富的經驗，創造了精湛的技術。
選育良種是人類改變農業生物的性狀(包括克服不利性狀和加強有利性狀)，使之適應自然環境和人類需要的主要手段之一。從看，西周時人們已有“嘉種”即良種的概念，已經培育出粟和黍的不同品種，已經用成熟期的早晚和播種期的早晚區分不同品種類型。戰國人白圭說：“欲長錢，取下谷；長石鬥，取上種。”(《史記·貨殖傳》)意思是：想賺錢，要收購便宜的糧食；想增產糧食，要採用好種子。表明人們已認識到採用良種是最經濟的增產方法。我國傳統的選種方法是：年年選種，以積累優良性狀；經常換種，以防止退化。 《氾勝之書》已有從田間選取強健碩大的禾麥穗子作種(穗選法)的記載。 《齊民要術》又強調了種子要純淨，指出混雜的種子有成熟期不一、出米率下降等弊病。為此，要把選種、繁種和防雜保純結合起來。書中介紹的方法是：禾穀類作物要年年選種，選取純色的好穗子，懸掛起來，開春後單獨種植，加強管理，提前打場，單收單藏，作為第二年的大田種子。這種方法類似現在的種子田，其原理和近代混合選種法一致，而比1867年德國育種學家仁博首次運用這種方法改良黑麥和小麥早了1300多年。
為了保持和提高種子的生命力，還要注意種子儲藏時保持乾燥，防止生蟲。播種前一般用水選法除去秕粒，然後曬種，有時還採用藥物拌種、浸種催芽等方法。這些在古書中有很多記載。
我國古代另一種育種法是單株選擇法，又叫“一穗傳”，清代文獻中有此記載。它是選取一個具有優良性狀的單株或單穗，連續加以繁殖，從而培育出新品種來。清朝康熙皇帝用此法選育出著名的早熟禦稻，曾作為雙季稻的早稻種在江浙推廣。
我國古代農業在長期的發展中培育和積累了大量作物品種資源。早在成書於戰國的《管子·地員》篇中，已有各類作物品種及其適宜土壤的記載，晉代《廣志》和北魏《齊民要術》對作物品種的記述，無論數量和性狀都有很大發展。到了清代，僅官脩大型農書《授時通考》中收錄的部分省市縣的水稻品種即達3000個以上。豐富的、各具特色的品種資源，不但滿足人類生產生活上的各種需要，而且是育種工作的基礎，對農業的今天和明天，具有不可估量的意義。
在園藝、花卉、林木生產中，人工無性繁育技術獲得廣泛應用。在這方面最早採用的方法大概是某些塊根塊莖類作物(如藷蕷和芋)和蔬菜(如韭菜)的分根繁殖，但缺乏早期的明確記載。中有“折柳樊圃”(把柳枝折斷插在菜圃周圍作樊籬)的詩句，這是關於扦插的最早記載。東漢崔寔《四民月令》說：“正月可以掩樹枝”，即把樹枝埋入土中，讓它生根，明年用以移栽。這是用高枝壓條取得扦插材料的方法。在《齊民要術》中，多種果樹和桑樹都可採用“栽”即插條的方法繁殖。
嫁接是在扦插技術基礎上出現的人工無性雜交法。其起源不晚於戰國。春秋戰國時流行“橘逾淮而北為枳”的說法。枳和橘類緣相近而較耐寒，當時南方的橘農應有用枳作砧木、用橘作接穗的嫁接技術；當人們把這樣培育出來的橘樹從南方移植到北方時，接穗(橘)因氣候寒冷而枯萎，而砧木(枳)卻能繼續存活，北方人不知其所以然，誤以為橘化為枳。東漢許慎著的《說文解字》中收有“椄〔jie 接〕”字，是專門用以表示樹木嫁接的；後接字流行，椄字才少用了。 《氾勝之書》介紹了葫蘆靠接結大瓜的經驗。 《齊民要術》對梨樹嫁接的原理和方法作了詳細說明。唐韓鄂《四時纂要》記述了種間嫁接需親緣相近才易成活的指導原則。元代王禎《農書》總結了桑樹的嫁接方法，計有身接、根接、皮接、枝接、靨〔ye 頁〕接等六種。指出嫁接的好處是：“一經接博，二氣交通，以惡為美，以彼易此，其利有不可勝言者。”嫁接技術被應用於花卉盆景的培養，給人們展示了一個奇妙的藝術世界。清陳淏〔hao號〕子在一書中說：運用嫁接方法，“花小者可大，瓣單者可重，色紅者可紫，實小者可巨，酸苦者可甜，臭惡者可馥〔fu 付〕，是人力可以回天，唯接換之得其傳耳。”
中國古代人民人工無性繁殖的實踐在當時世界上是最豐富的。人工無性繁殖比有性繁殖結果快，能保持栽培品種原有特性，又能促進新的變異產生，培育出大量新品種。我國所創造出的重瓣花(桃、梅、薔薇、木香、牡丹、芍藥、木芙蓉、山茶等)和無子果實(柿、柑橘、香蕉等)，種類繁多，品質優異，引種到世界各地，成為世界的珍品。
馴養動物去劣存優的人工選擇一向為我國人民所重視。 《齊民要術》總結了選擇母畜和幼畜的經驗。如要選擇臘月至正月出生的羊羔作種，因為這時下羔的母羊懷孕時正值秋季草肥，故健壯多乳，而小羊斷奶時又可接上春草。至今我國西北牧區仍有選留冬羔作種的習慣。在選留種畜時，我國古代勞動人民很重視外形的鑑別。適應這種需要產生了相畜學，這是根據家畜家禽外形特徵鑑別其優劣的學問。春秋時代我國湧現了伯樂、甯戚等一批著名的相馬和相牛的專家，漢代也有以相馬、相牛、相豬等立名的。 《漢書·藝文志》收錄了相六畜的著作。東漢馬援鑄造的銅馬式，則是我國第一個良種馬鑑別標準模型。相畜學在我國古代獲得高度發展。
種內雜交是人類干預動物遺傳變異的最常用的方法。西漢時政府為了提高軍用騎乘馬的素質，從西域引入烏孫馬、大宛馬等良種馬。唐代廣泛從北部西部少數民族地區引入各種良種馬，各種馬都有一定印記，並建立了嚴格的馬籍制度。當時的隴右牧場成為牲畜雜交育種基地。史稱唐馬“既雜胡種，馬乃益壯”。在當時官營牧場之一的、位於今陝西大荔縣的沙苑監，由於這裡牧養了各地的羊種，又有優越的水草條件，培育出皮、毛與肉質俱優的同羊，至今仍是我國優良的羊種。
我國少數民族還有動物種間雜交育種成功的實踐。如蒙古草原匈奴等游牧民族的先民用馬和驢雜交育成了騾，是具有耐粗飼、耐勞役、挽力大、抗病力強等優點的重要役畜。藏族人民用黃牛和犛牛雜交，育成肉、乳、役力均優於雙親的雜交後代——犏〔pian偏〕牛。時間在公元6世紀以前。
我國人民對金魚的人工選擇也值得一提。金魚是在人工飼養條件下由金鯽魚演化而來的，南宋時始見於記載，明弘治年間(公元1488-1505年)開始外傳，現在已成為遍及全球的觀賞魚。達爾文曾系統地描述了中國對金魚人工選擇的過程和原理，並指出中國人在各種植物和果樹方面也運用這些相同的原理。
中國古代農業提高農業生物自身生產能力的措施，除努力培育高產、優質或適合人類某種需要的家養動植物種類和品種外，還根據農業生物的特性採取相應的措施。兩者都是以日益深化的對各種農業生物特性的正確認識和巧妙利用為基礎的。
中國古代人民對各種農業生物外部形態、生活習性及其對外界環境的要求的觀察，是相當深入細緻的，並據此採取不同的技術措施，以求取最好的生產效果。如甲骨文中“禾”、“黍”二字分別為粟和黍的象形，正確把握了前者攢穗、後者散穗的特徵，表現得惟肖惟妙。從等古籍看，古人早就發現大麻是雌雄異株的植物，並分別加以利用，雌麻稱苴，其子稱黂，可供食用，列於“五穀”，雄麻稱黂，其表皮充當衣著原料。後來又了解到雄麻有花無實，而雌麻是靠雄麻授粉而結實，因此要待雄麻散放花粉後才能收割雄麻，否則雌麻就不能結子。對植物特性的這些認識，在當時世界上是居於先進之列的。 《齊民要術》中多有關於各種農業生物的“性”、“質性”、“天性”的記載，栽培管理措施視其“性”之不同而各異。例如韭菜“根性上跳”，所以要開極深的畦；又“韭性多穢”，即愛長草，所以“薅〔hao 蒿〕令常淨”。蜀芥、蕓苔、芥子“性不耐寒，經冬則死”，因此要收子的“須春種”。又如牲畜飼役使的總原則是“服牛乘馬，量其力能；寒溫飲飼，適其天性”。諸如此類的事例不勝枚舉。這也成為中國農學的一種傳統。
農業生物各有不同特點，需要採取不同栽培管理措施——人們把這概括為“物宜”。 “物宜”這一概念，戰國時《韓非子》中已經出現。明清時，人們把“物宜”和“時宜”、“地宜”合稱“三宜”。明馬一龍《農說》在解釋“知時”、“知土”時說：“時言天時，土言地脈，所宜指稼穡。力之所施，視以為用……合天時、地脈、物性之宜而無所差失，則事半而功倍矣。”這裡所說的“物性之宜”顯然是指莊稼而言的。這是首次明確把“物宜”納入“三才”理論系統中。清楊屾《知本提綱》談移栽時要求“燥濕從乎本性”，“疏密順其元情”，談施肥要求除注意時宜、土宜外，還要注意物宜。 “物宜者，物性不齊，各隨其情”，並強調“因物驗試，各適其性”。
提高農業生物的生產能力非僅育種一途。農業生物的營養生長與生殖生長之間，各個不同的生長部位和生長時期之間，是相互關聯的，巧妙地利用這種關係，就可以按照人類的需要控制它的發展方向，提高它的生產能力。
《氾勝之書》曾推薦秋天鋤麥後，拖著棘柴耙耬，把土壅在麥根上的辦法，還引用了“子欲富，黃金覆”的農諺。這既有保墒保暖的作用，也是為了抑制小麥的冬前生長。因為人們認識到小麥冬前過旺，會影響明春小麥返青後的生長，現在北方農村還有“麥無兩旺”的說法。 《齊民要術》中記載有“嫁棗法”和“棗樹振狂花法”。前者是用斧背疏疏落落地敲擊樹幹，使樹幹韌皮部局部受傷，阻止部分光合作用產生的有機物向下輸送，使更多的有機物留在上部供應枝條結果，從而提高產量和質量。林擒、李樹等也用類似方法。現代果樹生產中的環剝法，就是由此演變而來的。後者是在大蠶入簇的時候，用木棍打擊枝條，振落過多的花朵，既可確保坐果率和使果實變大，又可起輔助授粉作用。這種方法在華北農村一直沿用至今，而現代果樹生產中廣泛應用的疏花疏果技術，亦與此有淵源關係。在我國古代農業生產中，瓜類的摘心掐蔓，棉花的打頂整枝，桑、茶、果樹的修剪整形，與此相似，都是利用作物生長各階段、各部位的相互關聯，抑此促彼，而為我所用的。
動物生產中也有類似的方法。如宋代文獻中載有用人工強制換羽控制鵝產卵時間的方法。因為夏天太熱，不好抱窩，這時拔去鵝兩翅的12根翮〔he 河〕羽，鵝就停止產蛋，把產蛋期延至八月。我國古代提高畜禽生產能力的另一項特殊成就是閹割術的廣泛應用。它起源很早，甲骨文中已有反映閹豬、騸〔shan扇〕馬的象形字。 《夏小正》和《周禮》都有騸馬的記載，叫作“攻駒”或“攻特”。 《說文解字》中收有分別表示經過閹割的馬(騬〔cheng成〕)、牛(“犗”〔jie介〕、“犍”〔jian艱〕)、豬(“豶”〔fen 墳〕)、羊(“羠”〔yi移〕)、犬(“猗”〔yi 依〕)的專字。以後又出現了表示閹雞術的專稱——鏾〔xian獻〕。摘取性腺(包括睾丸和卵巢)後的畜禽，失去了生殖能力，但性情溫順，易於育肥和役使。閹割術既是選擇種畜時汰劣留壯的一種手段，又是提高畜禽生產能力巧妙而經濟的方法。我國一些少數民族也有高超的閹割術，漢代畫像磚中就有胡人閹牛的形象。蒙古人則把留作種馬外的公馬全部騸了，這是與選留良種相結合的措施。
在農業生態系統中，各種生物不是彼此孤立，而是相互依存和相互制約的，人們對這種關係巧妙地加以利用，也可以使它向有利於人類的方向發展，從總體上提高農業生物的生產能力。
我國在種植業方面所創造的豐富多彩的輪作倒茬、間套混作方式，就是建立在對作物種間互抑或互利關係的深刻認識上，從而順應物情，趨利避害。如陳旉推薦桑樹下種苧麻，由於桑根深，苧根淺，“並不相妨”，而且給苧麻施肥時，桑亦獲得肥料，對兩者都有好處。賈思勰提倡槐樹籽和大麻籽混播，不但在槐樹苗長大前增加生產物，而且可以利用大麻直立生長的特點，迫使槐樹也直立生長。楮〔chu 楚〕樹籽和大麻籽混播，到了冬天可以利用大麻植株為楮樹苗保暖。
在畜牧業方面，利用人類不能直接食用的農作物秸稈糠秕飼畜，畜產品除供人類食用外，其糞溺皮毛骨羽用於肥田，還利用畜力耕作，這已是基於農牧互養關係的多層次的循環利用，雖然是屬於比較低級的形式。稻田養魚，魚吃雜草，魚屎肥田，魚稻兩利，亦屬此列。在池塘養魚中，我國古代普遍實行草魚、鰱魚等魚類混養。古人指出混養的好處是，“草魚食草，鰱則食草魚之矢(屎)，鰱食矢而近其尾，則草魚畏癢而遊，草遊，鰱又隨覓之。凡魚游則尾動，定則否，故鰱草兩相逐而易肥。”(《廣志繹》)這是對某些魚類共生優勢的利用。
生物間的互抑也可以化害為利，使之造福於人。人們利用桑樹最初是採吃桑椹，這時專以桑葉為食的蠶真是為害不淺，但當人們轉而利用蠶繭繅絲後，它就由殘桑的害蟲轉化為“功被天下”的益蟲了。水獺是魚類天敵，人工魚池的禍害，但當人們飼養牠來捕魚時，它就轉化為人類的助手了。魚鷹捕魚也屬此列。我國人民對自然界各種生物之間相互制約的現象的認識和利用是很早的。例如上古時代人民把貓和虎作為大蠟禮中報祭的對象之一，因為他們知道貓和虎能捕食農田中的害獸——田鼠和田豕。這種經驗的發展，產生了我國傳統農業中頗有特色的生物防治技術。西晉人嵇含所著《南方草木狀》等書中記載我國南方地區有人飼養並出售黃猄〔jing 京〕蟻用以防治柑橘樹的害蟲，被外國學者稱譽為世界上生物防治的最早事例。我國古代保護益鳥，養鴨治蝗和養鴨治稻田蟛蜞〔pengqi 彭其〕(螃蟹類，體小，生長在水中，是稻田中害蟲)等，都是利用生物間的互抑關係來為農業生產服務的。