Il settore agricolo è quasi interamente impostato su R&S, grazie alla collaborazione fra agricoltori e ricercatori. I risultati delle ricerche sono rapidamente trasmessi sul campo per la sperimentazione: i problemi che insorgono vengono presentati direttamente agli scienziati perché vi trovino le soluzioni. R&S nell'agricoltura vengono condotti in primo luogo dall'Organizzazione per la Ricerca Agricola del Ministero dell'Agricoltura. La maggior parte degli istituti di ricerca in questo settore in Israele si mantiene in strette relazioni con la FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Alimentazione e l'Agricoltura), assicurando un costante scambio di informazioni con altri paesi. Le mucche da latte israeliane sono, in media, campionesse del mondo nella produzione di latte avendo portato i 6.300 litri annui del 1970 agli oltre 10.000 litri di oggi, grazie a un allevamento scientifico e un controllo genetico condotto dall'Istituto Volcani. Raccogliendo lo sperma e gli ovuli di razze di bestiame la cui linea di discendenza è superiore, Israele è in grado di migliorare i propri animali e di rendere partecipi altri paesi dei propri progressi nel settore.

Gli agricoltori israeliani sono stati pionieri nell'applicazione della biotecnologia al loro campo, nell'irrigazione goccia a goccia, nella solarizzazione del terreno e nell'uso intensivo delle acque di scarico industriale ad uso agricolo. Questi progressi sono oggi applicati a prodotti commercializzabili che vanno da semenze e biopesticidi frutto di studi di ingegneria genetica, a materiali plastici di facile degradabilità, fino a sistemi computerizzati di irrigazione/fertilizzazione. Sfruttando al massimo le scarse risorse idriche, il terreno difficile e una limitata forza lavoro, si è arrivati a vere e proprie rivoluzioni nei metodi agricoli. La ricerca di tecniche che permettano di risparmiare acqua ha stimolato lo sviluppo di sistemi di irrigazione computerizzati – fra questi quelli a goccia che dirigono il flusso dell'acqua direttamente sulla zona delle radici delle piante – che ha aiutato agricoltori in tutto il mondo. Anche la ricerca legata al trattamento elettromagnetico dell'acqua, allo scopo di migliorare la salute degli animali e i raccolti, sta dando risultati promettenti.

Per coordinare le attività agricole quotidiane, vengono ampiamente usati computer ideati in Israele che eseguono funzioni come la guida della somministrazione di fertilizzanti tenendo conto dei relativi fattori ambientali; la fornitura al bestiame di alimenti misti preparati in base a proporzioni studiate, per ottenere il massimo rendimento al minor costo; l'ottenimento per il pollame di un ambiente a temperatura ed umidità controllate. Inoltre, è stata sviluppata, prodotta industrialmente e migliorata una grande varietà di attrezzature innovative per dissodare, seminare, piantare, mietere, raccogliere, selezionare ed imballare. L'agricoltura ha anche tratto beneficio dalla ricerca scientifica generale e dagli sviluppi di R&S, e tra questi la coltura automatizzata di tessuti vegetali, insetticidi biologici, semenze resistenti a malattie e fertilizzanti biologici.​