随着世界人口的增长，农民将需要生产越来越多的粮食。然而，可耕种面积无法跟上人口增长的速度，而迫在眉睫的粮食安全威胁很容易演变成地区甚至全球的不稳定。为了适应这种情况，大型农场越来越多地利用精准农业来提高产量、减少浪费，并减轻农业不确定性带来的经济和安全风险。
传统农业依赖于对整个田地进行管理——根据区域条件和历史数据，做出与种植、收割、灌溉以及施用农药和化肥相关的决策。相比之下，精准农业结合了传感器、机器人、GPS、测绘工具和数据分析软件，以定制对植物的护理，而无需增加劳动力。固定或机器人安装的传感器和配备摄像头的无人机无线发送有关单个植物的图像和数据——例如，关于茎的大小、叶片形状和植物周围土壤的湿度等信息——到计算机，计算机寻找健康和压力的迹象。农民实时接收反馈，然后仅在需要的地方以校准的剂量输送水、农药或化肥。该技术还可以帮助农民决定何时种植和收割作物。
因此，精准农业可以改善时间管理，减少水和化学品的使用，并生产更健康的作物和更高的产量——所有这些都有利于农民的利润并节约资源，同时减少化学物质的径流。
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许多初创公司正在开发用于精准农业的新软件、传感器、空中数据和其他工具，大型公司如孟山都、约翰迪尔、拜耳、陶氏和杜邦也在这样做。美国农业部、NASA和国家海洋和大气管理局都支持精准农业，许多大学现在也开设了关于该主题的课程。
在相关的发展中，种子生产商正在应用技术来改进植物的“表型分析”。通过长期跟踪单个植物并分析哪些植物在不同条件下茁壮成长，公司可以将植物对其环境的反应与其基因组联系起来。反过来，这些信息使公司能够生产出在特定土壤和天气条件下茁壮成长的种子品种。先进的表型分析也可能有助于产生营养增强的作物。
出于各种原因，种植者并非普遍接受精准农业。前期设备成本——特别是将该技术扩展到大型行栽作物生产系统的费用——构成了一个障碍。在某些地方，缺乏宽带可能是一个障碍，尽管美国农业部正在努力缓解这个问题。经验丰富的、计算机水平较低的生产者可能会对这项技术持谨慎态度。大型系统也将超出发展中国家许多小型农业经营的承受能力。但是，可以应用更便宜、更简单的系统。例如，悉尼大学的萨拉赫·苏卡里耶已经在印度尼西亚演示了一个精简、低成本的监控系统，该系统依赖于太阳能和手机。然而，对于其他人来说，未来的成本节约可能会抵消财务方面的担忧。而且，无论一些资深农民多么不愿采用新技术，下一代精通技术的农民很可能会欢迎这种方法。
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