作物学学科为一级学科，包括两个二级学科，即作物遗传育种和作物栽培学与耕作学。
　　
　　1.作物遗传育种学科
　　
　　本学科综合运用现代遗传学及其他学科的理论与技术，对作物的遗传性状进行控制和改造，按分子水平──细胞水平──个体（群体）水平三个方面通力合作，选育高产、优质、多抗的优良品种，为农业现代化提供必要的物质基础，同时，在这一过程中不断加强本学科的遗传理论、育种理论和育种方法的发展。如遗传工程（包括基因工程和细胞工程）在作物育种上的应用，应用现代生物技术，打破物种界限，使有利基因自由重组，对作物性状进行改良，提高新品种选育的效率，同时在分子水平和细胞水平进一步揭露基因的遗传和表达规律。植物遗传资源是作物育种的物质基础，对作物优异遗传资源的有利基因的发掘、创造和创新，特别是对杂种不育性的遗传、杂种优势形成的机理和作物经济性状的遗传研究，是同农业生产密切结合的内容。本学科的6个研究方向为①植物遗传资源的研究与利用，该研究方向的带头人为卢永根教授；②作物杂种优势理论与应用，该方向的带头人为万邦惠教授；③植物基因工程在育种上的应用，该方向的带头人为梅曼彤教授；④植物遗传和分子育种，该方向的带头人为张桂权教授；⑤植物分子遗传学和基因工程，该方向的带头人为刘耀光研究员；⑥植物营养的遗传改良，该方向的带头人为严小龙教授。本学科三个水平6个方向的研究既能实现知识创新，跟踪学科发展的前沿和保证本学科处于先进和领先地位，同时又能把本学科的研究成果尽快转化为现实生产力，为社会主义经济建设服务。
　　
　　2.作物栽培学与耕作学学科
　　
　　本学科是研究作物高产、优质、高效及其可持续性的环境管理、调控和优化决策理论、方法与技术的科学。作物栽培学方面侧重在作物产量、品质的形成规律及其有效调控，而耕作学方面侧重于作物高产、优质、高效可持续的优化决策和管理。本学科是以作物生理学、作物生态学为理论基础，围绕作物产量形成、环境生理、群体生态、生长调控、系统模拟与优化决策、可持续农业原理与模式等展开的应用性实验科学。本学科现分为两个主要方向：①作物高产优质理论与应用；②作物生理生态学。这两个研究方向的带头人为谭中文教授、李之林教授和梁计南教授。