Le secteur agricole israélien repose presque entièrement sur la R&D dont les résultats sont mis en application grâce à une étroite coopération entre agriculteurs et chercheurs. Un système effectif de transmission permet de faire rapidement parvenir aux champs les résultats obtenus en laboratoire, et les problèmes de terrain sont directement soumis aux solutions des chercheurs. Dans ce domaine, la R&D est menée principalement par l'Organisation de recherche agricole du ministère de l'Agriculture. La plupart des instituts israéliens de recherche agricole entretiennet d'étroites relations avec la FAO, agence de l'ONU pour l'alimentation et l'agriculture, ce qui garantit un fructueux échange d'informations avec d'autres pays.

Les vaches laitières d'Israël détiennent des records mondiaux de production avec une moyenne passée de 6600 litres en 1970 à plus de 10 000 litres à l'heure actuelle, grâce au système d'élevage scientifique et aux analyses génétiques effectuées par l'Institut Volcani. Des cultures de sperme et ovaires de bétail de haute qualité ont permis à Israël d'améliorer son cheptel et de partager son expérience avec d'autres pays.

Les agronomes israéliens pratiquent des méthodes innovantes d'irrigation au goutte-à-goutte, sont à la pointe de la biotechnologie agricole, de la désinfection des sols par solarisation et du traitement intensif des effluents industriels pour l'irrigation. Ces percées ont permis la commercialisation de produits allant de graines génétiquement sélectionnées à des biopesticides, des plastiques photo-dégradables et des systèmes informatisés d'irrigation/fertilisation.

L'insuffisance des ressources en eau, l'aridité des terres arables et la main-d'œuvre limitée ont stimulé  de véritables révolutions des méthodes agricoles pratiquées en Israël. La recherche de techniques  d'économie de l'eau a suscité le développement de systèmes d'irrigation informatisés, dont le goutte-à- goutte, portant directement l'eau aux racines des plantes et qui est actuellement répandu dans les exploitations agricoles d'innombrables pays au monde. Les travaux relatifs au traitement électro-magnétique de l'eau pour améliorer la qualité des récoltes et la santé du bétail a également donné des résultats prometteurs.

Des ordinateurs conçus et fabriqués en Israël sont d'un usage courant dans les activités agricoles quotidiennes, telles que le calcul des quantités d'engrais à répandre compte tenu des facteurs environnementaux ; la préparation de fourrage pour le bétail conformément aux formules de mélange les plus économiques ; le contrôle de l'humidité et de la température des poulaillers. Par ailleurs, des équipements très perfectionnés ont été mis au point pour le labourage, les semailles, la plantation, le fauchage, le moissonnage, le tri et l'emballage.

L'agriculture bénéficie à la fois de la recherche scientifique générale et de la R&D, en particulier pour les cultures automatisées de tissus végétaux, les insecticides biologiques, la résistance des semences aux pathogènes et la fertilisation biologique.