Medtem ko so se kmetje in rančerji nekoč zanašali na generacije nasvetov in kmečkega almanaha, se je to počasi razvilo v znanstveno plat kmetijstva. Agronomija se nanaša na uporabo znanstvenih teorij – bioloških, ekoloških, ekonomskih in tehnoloških – na prakso kmetovanja. Posebej se osredotoča na poljske pridelke, ki se pridelujejo v velikem obsegu, kot so pšenica, koruza in soja. Nanaša se tudi na pridelke, ki so osnovna hrana za živino ali ki zagotavljajo vlakna za osnovno tkanino. Agronomija ali kmetijska ekonomija je pododdelek agronomije, ki se nanaša na uporabo ekonomskih metod in modelov pri odločitvah kmetov.
Kmetije in posamezniki, ki uporabljajo agronomske raziskave, uporabljajo osnovne ekonomske in poslovne tehnike tako za majhne kot za velike kmetije. Te tehnike vključujejo finančno upravljanje kmetije; tržna raziskava; cene, ponudba in povpraševanje; tržne strukture in razvoj. V preteklosti so kmetije rasle in gojile različne pridelke in živino z eno glavno kmetijsko kulturo, ki so jo prodajale za stabilen dohodek. Zdaj se agronomija osredotoča na pridobivanje največje ekonomske vrednosti iz najmanjše količine semena, zemlje in dela.
Okoljevarstveniki, znanstveniki in podjetniki so svojo pozornost usmerili v agronomijo in agronomijo. Ker se vse več rastlin uporablja v biogorivih za vozila in težke stroje, bodo morali agronomi povečati pridelavo pridelkov, da bodo zadostili povečanemu povpraševanju v industrijskem in živilskem sektorju. Medtem morajo ti znanstveniki zagotoviti, da povečan pridelek ne uniči kemije tal ali izčrpa naravnih virov. Agronomi si prizadevajo za odgovorno, trajnostno agronomsko rast in si prizadevajo za ublažitev negativnih okoljskih vplivov kmetijstva na naravne ekosisteme.
Druga pomembna področja agronomije vključujejo kolobarjenje, kemijo tal ter namakanje in drenažo. Z kolobarjenjem različnih vrst pridelkov na istih poljih lahko agronomi in kmetje nadzorujejo kopičenje parazitov in žuželk, ki jih privlači ali preživijo na eni vrsti rastlin. Rastline absorbirajo večino svojih hranil neposredno iz tal. Ker različne rastline potrebujejo različna hranila, kolobarjenje zagotavlja tudi, da tla ostanejo rodovitna z uravnoteženimi minerali, hranili in mikroorganizmi v tleh.
Prav tako je treba preučiti kemične reakcije v kmetijskih tleh, ki se nanašajo na rast in pridelek. To vključuje mineralno sestavo ter mobilnost in strupenost onesnaževal tal. Medtem ko agronomi sledijo temu, da zagotovijo, da pridelki niso onesnaženi, je pomembno tudi za vsako organizacijo, ki se ukvarja s čiščenjem ali sanacijo onesnažene zemlje.
Količina in doslednost padavin sta zelo spremenljiv vidik kmetovanja. Pridelki potrebujejo ustrezno količino vode – in drenažo vode – za uspevanje. Agronomi preučujejo in inovirajo namakalne sisteme, vključno z nadzemnimi škropilniki, namakanjem po brazdah, kapljičnim namakanjem in namakanjem pod zemljo.
Agronomi si prizadevajo, da bi iz vsakega semena in vsakega centimetra zemlje dobili čim več pridelkov, ki se ne ustavi pri kalitvi. Agronomi morajo preučiti in zaščititi rastline pred kalčki skozi žetev. Velik del zatiranja plevela, žuželk in škodljivcev vključuje kolobarjenje in vzrejo rastlin; vendar vključuje tudi preprečevanje plevela iz prostora za posevke, spremljevalno sajenje ter sintetične in naravne insekticide.
Poleg študija za izboljšanje okolja, v katerem rastejo rastline, se agronomija osredotoča tudi na izboljšanje rastlin. Agronomi selektivno vzrejajo rastline z večjim pridelkom in višjo hranilno vrednostjo. Delujejo tudi v smeri močnejše odpornosti proti parazitom, virusom in glivicam.