原始的作物栽培技术产生于人类最初的农业生产活动。考古发掘材料表明，中国至迟在七八千年前已有作物栽培，甲骨文中已出现黍、麦、粟、禾等作物名称。卷帙浩繁的中国历代农书，记录了十分丰富的古代作物栽培经验。然而作物栽培学作为一门具有科学理论依据的学科，它的形成距今还只有近半个世纪。

19世纪末20世纪初以后，由于植物生理学、植物营养学和植物生态学的发展，为人们深入揭示作物-环境条件-栽培技术措施三者之间的关系提供了可能，才使作物栽培技术的研究逐步由经验阶段提高到理论阶段，开始致力于应用现代科学探索上述三者关系中的规律性和相应的调控技术。在欧美国家，原有研究各种作物生产技术的农艺学(见农艺)，后逐渐分化，分别形成专门研究作物的栽培、育种、营养、生理和生态等的独立学科。

中国于20世纪50年代在农业院校中设置作物栽培学学科，并在1958年编写出版了第一本作物栽培学教科书。

农作物种子萌发过程;农作物种子出苗过程;农作物种子的形态结构与萌发出苗的关系、作物变态根的作用;豆类作物根瘤的形成过程;油菜根系的生长时期、 农作物茎的倒伏与徒长产生的原因及其防治;油菜茎的生长时期及其物质的动态变化、棉花叶枝和果枝的发生及其主要区别;棉花、油菜、大豆的株型与分枝的关系、禾本科作物和双子叶作物叶片形态特征区别;叶片生长经历的时期及各主要作物叶的生存期;高产栽培应如何调节作物生长中心、供长中心叶的关系;稻、麦作物的叶片分组及各组叶片的功能;棉花主茎叶、果枝叶光合产物运输特点;甘蓝型油菜各组叶片的功能时期和功能、水稻、小麦的幼穗分化时期;棉花的花芽分化时期、禾本科作物子粒的发育过程、禾本科作物子粒发育的不均衡现象及原因、豆类作物种子的形成过程、油菜种子的生长发育及其重量和含油量变化、主茎生长和分枝生长之间的关系。

农作物种子萌发与出苗的条件及各条件对种子萌发与出苗的生理影响、小麦根系的生长过程;棉花根系的生长时期及各时期的功能特点、禾本科作物分蘖发生的顺序及其规律、禾本科作物子粒形成过程及与栽培和环境条件的关系、禾本科作物空壳和秕粒产生的原因、作物地上部和地下部生长的关系及影响因素和调节措施、作物营养器官生长和生殖器官生长之间的关系、作物生产的源、库、流之间的关系。

作物栽培学是研究作物生长发育、产量和品质形成规律及其与环境条件的关系，探索通过栽培管理、生长调控和优化决策等途径，实现作物高产、优质、高效及可持续发展的理论、方法与技术的科学。作物栽培学是农业科学中最基本和最重要的组成部分。在作物产量的提高过程中通过改进栽培措施所占的比例达60%以上，为解决中国粮食安全问题做出了突出贡献。作物生产是自然再生产与经济再生产的结合过程，有严格的地域性。 针对传统作物栽培学存在的"理论缺少系统性、技术缺乏普适性"问题，考虑到当前作物栽培学的发展热点和研究进展，着眼于对作物栽培学一般规律与关键技术的综合和提炼，构建作物栽培学总论的基本框架和内容体系。作物生长发育与产品形成规律、作物与环境关系、作物栽培管理技术三大模块，着力增强作物栽培学基本理论和关键技术的一般规律性和普遍适用性。

作物的种类、特性千差万别，人类所需要的作物器官各不相同(如甘薯的块根、甘蔗的茎秆、烟草的叶片、啤酒花的花、稻麦的颖果和豆类的种子等)，加以作物的生产具有明显的季节性(时间性)和地域性(空间性)，因而作物栽培技术不但因作物种类而异，同一种作物也常因时间和空间条件的不同而有不同的特性。

除了一般地分为食用作物栽培学、经济作物栽培学、饲料及绿肥作物栽培学、药用作物栽培学等以外，还常进一步细分为水稻栽培学、小麦栽培学、棉花栽培学等。

中国水稻生产经历的发展时期、籼稻和粳稻的形态特征及生理特征比较;水稻和陆稻的主要差异;粘稻和糯稻的淀粉结构差异、水稻的产量构成因素及其相互关系、水稻的理想株型与提高产量的途径、积温在水稻生产上的应用、水稻土的氧化还原状态;水稻土中的有机质分解情况;水稻中的氮素存在状态、秧苗类型及壮秧指标、水稻种子的催芽过程;温室育秧技术及原理;两段育秧技术及原理;水稻烂秧的原因及防治、稻田的主要灌溉类型、各生育期对环境条件的要求;水稻各生育期的田间管理措施及原理;水稻各生育期的苗情诊断指标、三系的来源及各自的功能和相互关系;两系法中不育系的特点和功能;两系法中不育系的类型及育性控制机理、三系杂交稻不育系繁殖技术及原理;两系杂交稻不育系繁殖技术及原理、再生稻的优点和产量潜力。

小麦的阶段发育特性及其在生产上的应用、小麦的产量构成因素及各因素形成过程、 小麦出苗分蘖阶段的生育特点和栽培技术及原理;小麦各生育阶段的苗情诊断技术;小麦拔节孕穗期追肥技术及原理;小麦倒伏产生的原因及防治;干热风对小麦的危害及防御措施。然而作物栽培仍有其共同的基本的研究目的和内容。为了在研究不同作物的性状及其生长发育规律的基础上，重点探讨产量构成因素、所需要的环境条件和相应的技术措施，以求充分发挥作物的生产潜力，获得预期的产品数量和质量，现代作物栽培学的研究内容主要集中在如何运用人为的促进或控制措施调节下述3方面的关系上:

①作物和环境条件之间的关系。如温度、降水量、光照、土壤酸碱度和营养及与作物本身需求的关系等。

②作物个体与群体之间的关系。包括种植密度对单株生长发育和产量构成因素的影响等。

③作物个体本身器官之间的关系。如调节营养器官和生殖器官之间的关系等。这些方面的研究都具有很强的实践性，因此需要因地、因时、因作物及其品种而制宜，在生产实践的基础上不断发展完善。

同时由于它涉及作物-环境-栽培技术措施三者关系，又需要综合应用土壤学、作物生理学、作物生态学以至农业经济学等多种学科的理论知识。随着不同学科的相互渗透，以及作物生长发育最优模式方法的采用和电子计算机、自动化诊断、自动化监测等新技术的应用，作物栽培学的研究正在提高到新的水平。