شاع استخدام الهندسة الوراثية مؤخراً في القطاع الزراعي، وذلك من خلال التدخل الإنساني في النمو الطبيعي للنباتات بهدف التوصل إلى مزروعات ذات جودة أفضل، ويوجد للهندسة الوراثية عن طريق التعديل الجيني فوائد عديدة، منها ما يأتي: تكاثر أسرع حيث تم تطوير محاصيل تنضج بشكل أسرع. زيادة غلة المحاصيل وإنتاجيتها يعتبر التطبيق الأكثر أهمية لزيادة الأمن الغذائي.

تطوير أغذية غنية بالعناصر الغذائية تحتوي النباتات المعدلة وراثيًا على معادن وفيتامينات مضافة إليها من خلال عمليات التعديل، وبالتالي فإنه يوفر فوائد صحية كبيرة للمستهلكين، وهذا مهم بشكل خاص للبلدان النامية حيث يكون لديها أقل وصول إلى الموارد المطلوبة. تقليل الحاجة إلى المبيدات الحشرية تم تعديل بعض النباتات وراثيًا لصنع مبيدات حشرية خاصة بها من خلال الهندسة الوراثية. إنتاج نباتات أقل استهلاكًا للأسمدة يتم إنتاج بعض الأصناف التي يمكنها تثبيت النيتروجين من الغلاف الجوي بشكل مباشر وبالتالي لا يوجد اعتماد على الأسمدة، كما تم تطوير بعض النباتات القادرة على تطوير الأسمدة الخاصة بها، والعمل على تحسين كفاءة التمثيل الضوئي عن طريق تحسين جينات البلاستيدات الخضراء.

تطوير محاصيل عالية التحمل تطوير المحاصيل التي تتحمل الألمنيوم والبورون والملح والجفاف والصقيع وغير ذلك من عوامل الإجهاد البيئية، مما يسمح للنباتات بالنمو في ظروف قد لا تزدهر فيها بطريقة أخرى، ويمكن أن تظهر النباتات عن طريق التعديل الوراثي مقاومةً للحرارة والرطوبة والأمراض.

إنتاج أخشاب بجودة عالية يمكن أن تلعب تقنية نقل الجينات أيضًا دورًا مهمًا في إنتاج مجموعة متنوعة جديدة ومحسنة من الأخشاب في الأشجار.

تحسين الطعم يمكننا عن طريق الهندسة الوراثية تحسين النكهات في المحاصيل، يمكن أن يصبح الفلفل أكثر حرارةً، ويمكن جعل الذرة أكثر حلاوة.

إنتاج البذور المحسنة وذلك من خلال تحسين نوعية وكمية البروتينات في البذور، كما من الممكن أن يؤدي تغيير الحمض النووي للبذور إلى إنتاج بذور مقاومة للطقس القاسي، كما أنه يوفر فترة صلاحية أطول لنقل البذور بشكل آمن ومضمون إلى البلدان الأخرى.

تطوير محاصيل مقاومة للأمراض وذلك من خلال نقل الجينات التي تجعل من النباتات مقاومة ضد مسببات الأمراض والآفات من النباتات البرية إلى نباتات المحاصيل، كما تم إنتاج العديد من أنواع الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تحلل المواد الكيميائية السامة ويمكن استخدامها لقتل مسببات الأمراض الضارة والآفات الحشرية.