中国古代农业在提高农业生物自身生产能力方面也积累了丰富的经验，创造了精湛的技术。
选育良种是人类改变农业生物的性状(包括克服不利性状和加强有利性状)，使之适应自然环境和人类需要的主要手段之一。从《诗经》看，西周时人们已有“嘉种”即良种的概念，已经培育出粟和黍的不同品种，已经用成熟期的早晚和播种期的早晚区分不同品种类型。战国人白圭说：“欲长钱，取下谷；长石斗，取上种。”(《史记·货殖传》)意思是：想赚钱，要收购便宜的粮食；想增产粮食，要采用好种子。表明人们已认识到采用良种是最经济的增产方法。我国传统的选种方法是：年年选种，以积累优良性状；经常换种，以防止退化。《氾胜之书》已有从田间选取强健硕大的禾麦穗子作种(穗选法)的记载。《齐民要术》又强调了种子要纯净，指出混杂的种子有成熟期不一、出米率下降等弊病。为此，要把选种、繁种和防杂保纯结合起来。书中介绍的方法是：禾谷类作物要年年选种，选取纯色的好穗子，悬挂起来，开春后单独种植，加强管理，提前打场，单收单藏，作为第二年的大田种子。这种方法类似现在的种子田，其原理和近代混合选种法一致，而比1867年德国育种学家仁博首次运用这种方法改良黑麦和小麦早了1300多年。
为了保持和提高种子的生命力，还要注意种子储藏时保持干燥，防止生虫。播种前一般用水选法除去秕粒，然后晒种，有时还采用药物拌种、浸种催芽等方法。这些在古书中有很多记载。
我国古代另一种育种法是单株选择法，又叫“一穗传”，清代文献中有此记载。它是选取一个具有优良性状的单株或单穗，连续加以繁殖，从而培育出新品种来。清朝康熙皇帝用此法选育出著名的早熟御稻，曾作为双季稻的早稻种在江浙推广。
我国古代农业在长期的发展中培育和积累了大量作物品种资源。早在成书于战国的《管子·地员》篇中，已有各类作物品种及其适宜土壤的记载，晋代《广志》和北魏《齐民要术》对作物品种的记述，无论数量和性状都有很大发展。到了清代，仅官修大型农书《授时通考》中收录的部分省市县的水稻品种即达3000个以上。丰富的、各具特色的品种资源，不但满足人类生产生活上的各种需要，而且是育种工作的基础，对农业的今天和明天，具有不可估量的意义。
在园艺、花卉、林木生产中，人工无性繁育技术获得广泛应用。在这方面最早采用的方法大概是某些块根块茎类作物(如藷蓣和芋)和蔬菜(如韭菜)的分根繁殖，但缺乏早期的明确记载。《诗经》中有“折柳樊圃”(把柳枝折断插在菜圃周围作樊篱)的诗句，这是关于扦插的最早记载。东汉崔寔《四民月令》说：“正月可以掩树枝”，即把树枝埋入土中，让它生根，明年用以移栽。这是用高枝压条取得扦插材料的方法。在《齐民要术》中，多种果树和桑树都可采用“栽”即插条的方法繁殖。
嫁接是在扦插技术基础上出现的人工无性杂交法。其起源不晚于战国。春秋战国时流行“橘逾淮而北为枳”的说法。枳和橘类缘相近而较耐寒，当时南方的橘农应有用枳作砧木、用橘作接穗的嫁接技术；当人们把这样培育出来的橘树从南方移植到北方时，接穗(橘)因气候寒冷而枯萎，而砧木(枳)却能继续存活，北方人不知其所以然，误以为橘化为枳。东汉许慎著的《说文解字》中收有“椄〔jie 接〕”字，是专门用以表示树木嫁接的；后接字流行，椄字才少用了。《氾胜之书》介绍了葫芦靠接结大瓜的经验。《齐民要术》对梨树嫁接的原理和方法作了详细说明。唐韩鄂《四时纂要》记述了种间嫁接需亲缘相近才易成活的指导原则。元代王祯《农书》总结了桑树的嫁接方法，计有身接、根接、皮接、枝接、靥〔ye 页〕接等六种。指出嫁接的好处是：“一经接博，二气交通，以恶为美，以彼易此，其利有不可胜言者。”嫁接技术被应用于花卉盆景的培养，给人们展示了一个奇妙的艺术世界。清陈淏〔hao号〕子在《花镜》一书中说：运用嫁接方法，“花小者可大，瓣单者可重，色红者可紫，实小者可巨，酸苦者可甜，臭恶者可馥〔fu 付〕，是人力可以回天，唯接换之得其传耳。”
中国古代人民人工无性繁殖的实践在当时世界上是最丰富的。人工无性繁殖比有性繁殖结果快，能保持栽培品种原有特性，又能促进新的变异产生，培育出大量新品种。我国所创造出的重瓣花(桃、梅、蔷薇、木香、牡丹、芍药、木芙蓉、山茶等)和无子果实(柿、柑橘、香蕉等)，种类繁多，品质优异，引种到世界各地，成为世界的珍品。
驯养动物去劣存优的人工选择一向为我国人民所重视。《齐民要术》总结了选择母畜和幼畜的经验。如要选择腊月至正月出生的羊羔作种，因为这时下羔的母羊怀孕时正值秋季草肥，故健壮多乳，而小羊断奶时又可接上春草。至今我国西北牧区仍有选留冬羔作种的习惯。在选留种畜时，我国古代劳动人民很重视外形的鉴别。适应这种需要产生了相畜学，这是根据家畜家禽外形特征鉴别其优劣的学问。春秋时代我国涌现了伯乐、宁戚等一批著名的相马和相牛的专家，汉代也有以相马、相牛、相猪等立名的。《汉书·艺文志》收录了相六畜的著作。东汉马援铸造的铜马式，则是我国第一个良种马鉴别标准模型。相畜学在我国古代获得高度发展。
种内杂交是人类干预动物遗传变异的最常用的方法。西汉时政府为了提高军用骑乘马的素质，从西域引入乌孙马、大宛马等良种马。唐代广泛从北部西部少数民族地区引入各种良种马，各种马都有一定印记，并建立了严格的马籍制度。当时的陇右牧场成为牲畜杂交育种基地。史称唐马“既杂胡种，马乃益壮”。在当时官营牧场之一的、位于今陕西大荔县的沙苑监，由于这里牧养了各地的羊种，又有优越的水草条件，培育出皮、毛与肉质俱优的同羊，至今仍是我国优良的羊种。
我国少数民族还有动物种间杂交育种成功的实践。如蒙古草原匈奴等游牧民族的先民用马和驴杂交育成了骡，是具有耐粗饲、耐劳役、挽力大、抗病力强等优点的重要役畜。藏族人民用黄牛和牦牛杂交，育成肉、乳、役力均优于双亲的杂交后代——犏〔pian偏〕牛。时间在公元6世纪以前。
我国人民对金鱼的人工选择也值得一提。金鱼是在人工饲养条件下由金鲫鱼演化而来的，南宋时始见于记载，明弘治年间(公元1488-1505年)开始外传，现在已成为遍及全球的观赏鱼。达尔文曾系统地描述了中国对金鱼人工选择的过程和原理，并指出中国人在各种植物和果树方面也运用这些相同的原理。
中国古代农业提高农业生物自身生产能力的措施，除努力培育高产、优质或适合人类某种需要的家养动植物种类和品种外，还根据农业生物的特性采取相应的措施。两者都是以日益深化的对各种农业生物特性的正确认识和巧妙利用为基础的。
中国古代人民对各种农业生物外部形态、生活习性及其对外界环境的要求的观察，是相当深入细致的，并据此采取不同的技术措施，以求取最好的生产效果。如甲骨文中“禾”、“黍”二字分别为粟和黍的象形，正确把握了前者攒穗、后者散穗的特征，表现得惟肖惟妙。从《诗经》等古籍看，古人早就发现大麻是雌雄异株的植物，并分别加以利用，雌麻称苴，其子称黂，可供食用，列于“五谷”，雄麻称黂，其表皮充当衣着原料。后来又了解到雄麻有花无实，而雌麻是靠雄麻授粉而结实，因此要待雄麻散放花粉后才能收割雄麻，否则雌麻就不能结子。对植物特性的这些认识，在当时世界上是居于先进之列的。《齐民要术》中多有关于各种农业生物的“性”、“质性”、“天性”的记载，栽培管理措施视其“性”之不同而各异。例如韭菜“根性上跳”，所以要开极深的畦；又“韭性多秽”，即爱长草，所以“薅〔hao 蒿〕令常净”。蜀芥、芸苔、芥子“性不耐寒，经冬则死”，因此要收子的“须春种”。又如牲畜饲役使的总原则是“服牛乘马，量其力能；寒温饮饲，适其天性”。诸如此类的事例不胜枚举。这也成为中国农学的一种传统。
农业生物各有不同特点，需要采取不同栽培管理措施——人们把这概括为“物宜”。“物宜”这一概念，战国时《韩非子》中已经出现。明清时，人们把“物宜”和“时宜”、“地宜”合称“三宜”。明马一龙《农说》在解释“知时”、“知土”时说：“时言天时，土言地脉，所宜指稼穑。力之所施，视以为用……合天时、地脉、物性之宜而无所差失，则事半而功倍矣。”这里所说的“物性之宜”显然是指庄稼而言的。这是首次明确把“物宜”纳入“三才”理论系统中。清杨屾《知本提纲》谈移栽时要求“燥湿从乎本性”，“疏密顺其元情”，谈施肥要求除注意时宜、土宜外，还要注意物宜。“物宜者，物性不齐，各随其情”，并强调“因物验试，各适其性”。
提高农业生物的生产能力非仅育种一途。农业生物的营养生长与生殖生长之间，各个不同的生长部位和生长时期之间，是相互关联的，巧妙地利用这种关系，就可以按照人类的需要控制它的发展方向，提高它的生产能力。
《氾胜之书》曾推荐秋天锄麦后，拖着棘柴耙耧，把土壅在麦根上的办法，还引用了“子欲富，黄金覆”的农谚。这既有保墒保暖的作用，也是为了抑制小麦的冬前生长。因为人们认识到小麦冬前过旺，会影响明春小麦返青后的生长，现在北方农村还有“麦无两旺”的说法。《齐民要术》中记载有“嫁枣法”和“枣树振狂花法”。前者是用斧背疏疏落落地敲击树干，使树干韧皮部局部受伤，阻止部分光合作用产生的有机物向下输送，使更多的有机物留在上部供应枝条结果，从而提高产量和质量。林擒、李树等也用类似方法。现代果树生产中的环剥法，就是由此演变而来的。后者是在大蚕入簇的时候，用木棍打击枝条，振落过多的花朵，既可确保坐果率和使果实变大，又可起辅助授粉作用。这种方法在华北农村一直沿用至今，而现代果树生产中广泛应用的疏花疏果技术，亦与此有渊源关系。在我国古代农业生产中，瓜类的摘心掐蔓，棉花的打顶整枝，桑、茶、果树的修剪整形，与此相似，都是利用作物生长各阶段、各部位的相互关联，抑此促彼，而为我所用的。
动物生产中也有类似的方法。如宋代文献中载有用人工强制换羽控制鹅产卵时间的方法。因为夏天太热，不好抱窝，这时拔去鹅两翅的12根翮〔he 河〕羽，鹅就停止产蛋，把产蛋期延至八月。我国古代提高畜禽生产能力的另一项特殊成就是阉割术的广泛应用。它起源很早，甲骨文中已有反映阉猪、骟〔shan扇〕马的象形字。《夏小正》和《周礼》都有骟马的记载，叫作“攻驹”或“攻特”。《说文解字》中收有分别表示经过阉割的马(騬〔cheng成〕)、牛(“犗”〔jie介〕、“犍”〔jian艰〕)、猪(“豮”〔fen 坟〕)、羊(“羠”〔yi移〕)、犬(“猗”〔yi 依〕)的专字。以后又出现了表示阉鸡术的专称——鏾〔xian献〕。摘取性腺(包括睾丸和卵巢)后的畜禽，失去了生殖能力，但性情温顺，易于育肥和役使。阉割术既是选择种畜时汰劣留壮的一种手段，又是提高畜禽生产能力巧妙而经济的方法。我国一些少数民族也有高超的阉割术，汉代画像砖中就有胡人阉牛的形象。蒙古人则把留作种马外的公马全部骟了，这是与选留良种相结合的措施。
在农业生态系统中，各种生物不是彼此孤立，而是相互依存和相互制约的，人们对这种关系巧妙地加以利用，也可以使它向有利于人类的方向发展，从总体上提高农业生物的生产能力。
我国在种植业方面所创造的丰富多彩的轮作倒茬、间套混作方式，就是建立在对作物种间互抑或互利关系的深刻认识上，从而顺应物情，趋利避害。如陈旉推荐桑树下种苎麻，由于桑根深，苎根浅，“并不相妨”，而且给苎麻施肥时，桑亦获得肥料，对两者都有好处。贾思勰提倡槐树籽和大麻籽混播，不但在槐树苗长大前增加生产物，而且可以利用大麻直立生长的特点，迫使槐树也直立生长。楮〔chu 楚〕树籽和大麻籽混播，到了冬天可以利用大麻植株为楮树苗保暖。
在畜牧业方面，利用人类不能直接食用的农作物秸秆糠秕饲畜，畜产品除供人类食用外，其粪溺皮毛骨羽用于肥田，还利用畜力耕作，这已是基于农牧互养关系的多层次的循环利用，虽然是属于比较低级的形式。稻田养鱼，鱼吃杂草，鱼屎肥田，鱼稻两利，亦属此列。在池塘养鱼中，我国古代普遍实行草鱼、鲢鱼等鱼类混养。古人指出混养的好处是，“草鱼食草，鲢则食草鱼之矢(屎)，鲢食矢而近其尾，则草鱼畏痒而游，草游，鲢又随觅之。凡鱼游则尾动，定则否，故鲢草两相逐而易肥。”(《广志绎》)这是对某些鱼类共生优势的利用。
生物间的互抑也可以化害为利，使之造福于人。人们利用桑树最初是采吃桑椹，这时专以桑叶为食的蚕真是为害不浅，但当人们转而利用蚕茧缫丝后，它就由残桑的害虫转化为“功被天下”的益虫了。水獭是鱼类天敌，人工鱼池的祸害，但当人们饲养它来捕鱼时，它就转化为人类的助手了。鱼鹰捕鱼也属此列。我国人民对自然界各种生物之间相互制约的现象的认识和利用是很早的。例如上古时代人民把猫和虎作为大蜡礼中报祭的对象之一，因为他们知道猫和虎能捕食农田中的害兽——田鼠和田豕。这种经验的发展，产生了我国传统农业中颇有特色的生物防治技术。西晋人嵇含所著《南方草木状》等书中记载我国南方地区有人饲养并出售黄猄〔jing 京〕蚁用以防治柑橘树的害虫，被外国学者称誉为世界上生物防治的最早事例。我国古代保护益鸟，养鸭治蝗和养鸭治稻田蟛蜞〔pengqi 彭其〕(螃蟹类，体小，生长在水中，是稻田中害虫)等，都是利用生物间的互抑关系来为农业生产服务的。