ข้อได้เปรียบและเสียเปรียบระหว่างสายพันธุ์พืชที่ได้รับการปรับปรุงตามวิธีการดั้งเดิม (traditional cross breeding) กับสายพันธุ์พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่ได้จากการตัดต่อยีนโดยเทคโนโลยีชีวภาพและพันธุวิศวกรรมที่สำคัญคือ พันธุ์พืชที่ได้รับการปรับปรุงตามวิธีการดั้งเดิมมีข้อจำกัดอยู่เฉพาะในพืชชนิดเดียวกันเท่านั้น ถ้าต้องการผสมผสานพันธุกรรมที่ต้องการจากพืชต่างชนิดกันก็ทำได้ยาก หรือเป็นไปไม่ได้เลย เนื่องจากความแตกต่างกันทางสมบัติด้านชีวภาพและทางด้านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ รวมทั้งความไม่สมพงศ์กันทางด้านพันธุกรรม (genetic incompatibility) ระหว่างพืชต่างชนิดกัน แต่ในกรณีของการสร้างสายพันธุ์พืชดัดแปลงพันธุกรรมนั้น สามารถที่จะนำยีนที่ต้องการจากสิ่งมีชีวิตต่างชนิด ต่างสกุล ต่างวงศ์ หรือแม้กระทั่งต่างอาณาจักรกัน ให้เข้ามาสอดแทรกอยู่ด้วยกันในจีโนมพืชเป้าหมายได้ โดยอาศัยกรรมวิธีทางพันธุวิศวกรรม เพื่อทำให้พืชดัดแปลงพันธุกรรมเหล่านั้นมีความต้านทานต่อพวกแมลงศัตรูพืช หรือดื้อต่อยาฆ่าวัชพืช ทำให้ได้ผลผลิตสูงขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ
นักพัฒนาเทคโนโลยีชีวภาพทางด้านเกษตรกรรมมีความคาดหวังอย่างยิ่งว่า พืชดัดแปลงพันธุกรรมจะช่วยแก้ไขปัญหาการขาดแคลนอาหารสำหรับประชากรโลก และไม่สร้างปัญหาทางด้านมลพิษในสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการใช้ยาฆ่าแมลง รวมทั้งยังช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อีกด้วย แต่ความคาดหวัง นั้นก็ต้องสะดุดลง เมื่อนักวิจัยในประเทศสหราชอาณาจักรที่มีชื่อว่า อาร์พัด พุสซ์ไต (Arpad Pusztai) จากสถาบันวิจัยโรเวตต์ (Rowett Research Institute) ในสกอตแลนด์ ได้เปิดเผยผลการศึกษาวิจัยในหนูทดลอง เมื่อช่วงกลาง พ.ศ. ๒๕๔๑ ว่า ผลิตภัณฑ์อาหารที่ทำจากมันฝรั่งดัดแปลงพันธุกรรม (Genetically Modified food = GM food หรือ อาหารจีเอ็ม) มีผลกระทบข้างเคียงต่อระบบภูมิคุ้มกันและสุขภาพของหนูทดลองมันฝรั่งดัดแปลงพันธุกรรมนี้มียีนควบคุมการสร้างสารเลกติน (lectin) และยีนนี้ได้มาจากพืชอีกชนิดหนึ่งโดยกรรมวิธีถ่ายโอนตัดต่อพันธุกรรม ซึ่งผลจากการศึกษาของนักวิจัยผู้นี้ได้เปิดประเด็นการถกเถียงโต้แย้งกันอย่างมากมายและกว้างขวางระหว่างผู้ที่เห็นด้วยกับเขากับกลุ่มที่คัดค้านผลงานวิจัยของเขา จนทำให้ประเด็นสาธารณะนี้กลายเป็นปัญหาภายในประเทศ และระหว่างประเทศ เกี่ยวกับการค้าขายผลิตภัณฑ์อาหารพืชดัดแปลงพันธุกรรมว่าจะมีผลกระทบต่อสุขภาพ ของมนุษย์ที่บริโภคพืชเป็นอาหารหรือผลิตภัณฑ์จากพืชเหล่านั้นจริงหรือไม่
นอกจากนั้น ยังมีประเด็นถกเถียงเกี่ยวกับผลกระทบจากการเพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรม ที่อาจมีผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมทั้งโดยทางตรงและทางอ้อม ปัจจุบันนี้ได้มีการนำพืชดัดแปลงพันธุกรรมหลายชนิด เช่น ถั่วเหลือง ข้าวโพด มะเขือเทศ ฝ้ายบีที เป็นต้น มาปลูกกันอย่างแพร่หลาย ในประเทศสหรัฐอเมริกา บางประเทศในทวีปอเมริกาใต้และทวีปยุโรป ในประเทศออสเตรเลีย และประเทศที่กำลังพัฒนาในทวีปแอฟริกาและทวีปเอเชีย แต่ในช่วง ๓ - ๔ ปี ที่ผ่านมา พืชดัดแปลงพันธุกรรมเริ่มมีปัญหาเกี่ยวกับความปลอดภัยทางชีวภาพ และอาจมีผลกระทบต่อสุขภาพของผู้บริโภค รวมทั้งความเสี่ยงที่อาจเกิดการทำลายสิ่งแวดล้อมในบริเวณใกล้เคียงกับพื้นที่เพาะปลูกพืชนั้น สิ่งที่ประชาชนและนักวิชาการยังกังวลกันอยู่มาก เช่น ฝ้ายบีที ที่มีสมบัติต้านทานต่อแมลงศัตรูได้ดีและมีประสิทธิภาพในขณะนี้ แต่แมลงศัตรูพืช อาจมีวิวัฒนาการเปลี่ยนแปลงสายพันธุ์ใหม่ ที่สามารถกัดกินต้นฝ้ายบีทีได้อีก โดยสารพิษที่ฝ้ายสร้างขึ้นมาก็ไม่สามารถทำอันตรายแมลงศัตรูพืชนั้นได้อีกต่อไป ในขณะเดียวกัน พันธุกรรมที่มีสมบัติสร้างสารพิษในต้นฝ้ายบีทีก็มีศักยภาพที่จะแพร่กระจายไปทำลายแมลงชนิดอื่นที่ไม่ใช่ศัตรูฝ้ายนั้นได้ เช่น พวกผีเสื้อ และแมลงเต่าทอง เป็นต้น ยิ่งไปกว่านั้นแล้ว พืชดัดแปลงพันธุกรรมที่มีพันธุกรรมดื้อต่อยาฆ่าวัชพืช อาจแพร่ระบาดไปสู่วัชพืชชนิดอื่นที่มีสายสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการใกล้เคียงกันในบริเวณใกล้เคียงกับพื้นที่เพาะปลูก นั้นได้ จนทำให้เกิดสายพันธุ์ใหม่ๆในวัชพืชหลายชนิดที่ดื้อยาฆ่าวัชพืชได้ดีมาก จนยากที่จะกำจัดวัชพืชเหล่านั้นด้วยสารเคมีที่ใช้กันอยู่ในขณะนี้ได้ และยีนสิ้นสุดสายพันธุ์ที่มีฤทธิ์ทำลายความสมบูรณ์ของเมล็ดพันธุ์อาจมีการแพร่กระจายไปในธรรมชาติ โดยผ่านไปทางละอองเรณู และเข้าสู่จีโนมของพืชชนิดประจำถิ่นชนิดอื่นๆที่อยู่ใกล้เคียงพื้นที่เพาะปลูกพืชดัดแปลงพันธุกรรมนั้น โดยกลไกการโยกย้ายถ่ายโอนพันธุกรรมตามธรรมชาติ จนอาจเป็นอันตรายต่อสัตว์หรือแมลงที่กินพืชดังกล่าวเป็นอาหารในระบบนิเวศนั้น ถ้าเหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นจริงก็จะกลายเป็น "มลพิษทางพันธุกรรม" ซึ่งอาจมีผลให้เกิดการสูญเสียความหลากหลาย ทางชีวภาพ และความมั่นคงทางชีวภาพในอาณาบริเวณเชิงนิเวศ (ecoregion) อันเป็นสภาวการณ์ที่น่าห่วงใยยิ่ง
ความกังวลและห่วงใยในประเด็นปัญหาเหล่านี้ได้ถูกหยิบยกขึ้นมาพิจารณากันอย่างจริงจังในการประชุมนานาชาติว่าด้วยพิธีสารความปลอดภัยทางชีวภาพ (Biosafety Protocol) ที่เมืองมอนทรีออล ประเทศแคนาดา เมื่อปลายเดือนมกราคม พ.ศ. ๒๕๔๓ โดยมีผู้แทนจาก ๑๐๐ กว่าประเทศเข้าร่วมประชุมเจรจาหาข้อตกลงร่วมกันในเบื้องต้นเกี่ยวกับความปลอดภัยในผลิตภัณฑ์อาหารและเวชภัณฑ์ที่ได้มาจากสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม เพื่อหามาตรการตรวจสอบและป้องกันอันตราย ที่อาจเกิดจากพืชดัดแปลงพันธุกรรม และที่อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและอัตราเสี่ยงภัยต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยฝ่ายผู้ผลิตพืชดัดแปลงพันธุกรรม ซึ่งนำโดยผู้แทนจากประเทศสหรัฐอเมริกา แคนาดา ออสเตรเลีย และกลุ่มประเทศอื่นๆที่พัฒนาแล้วอีกหลายประเทศ ต้องการให้มีมาตรฐานการค้าขายผลิตภัณฑ์และผลิตผลจากสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมอย่างเสรีเช่นเดียวกับสินค้าอื่นๆตามหลักการขององค์การการค้าโลก จนกว่าจะมีข้อพิสูจน์ทางวิชาการว่าผลผลิตจากพืชดัดแปลงพันธุกรรมไม่มีความปลอดภัยจริง ในขณะเดียวกัน ฝ่ายคัดค้านหลักการดังกล่าวที่นำโดยผู้แทนจากประเทศอินเดีย จีน และประเทศที่กำลังพัฒนาอื่นๆ ไม่เห็นด้วยที่จะยินยอมให้มีการค้าเสรีด้านผลิตภัณฑ์อาหารและเวชภัณฑ์ที่ได้มาจากพืชดัดแปลงพันธุกรรม โดยไม่ใส่ใจต่อการเสี่ยงอันตรายจากพืชดัดแปลงพันธุกรรมที่อาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ อย่างไรก็ตามการประชุมครั้งนี้ได้ผลสรุปที่น่าพอใจร่วมกันในระดับหนึ่งคือ ได้ข้อตกลงเบื้องต้นเกี่ยวกับพิธีสารความปลอดภัยทางชีวภาพ โดยการยอมรับให้แต่ละประเทศภาคีมีสิทธิจะห้ามนำเข้าพืชดัดแปลงพันธุกรรม หรือผลิตภัณฑ์ที่ได้จากพืชดัดแปลงพันธุกรรมได้ ถ้ายังไม่มีข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ยืนยันในความปลอดภัยของสิ่งเหล่านั้นดีเพียงพอ
