มนุษย์ได้พัฒนาการปรับปรุงพันธุ์พืชและพันธุ์สัตว์เลี้ยงมาช้านานหลายร้อยปี โดยผสมข้ามสายพันธุ์และการคัดเลือกสายพันธุ์ตามวิธีการดั้งเดิม จนเมื่อมีการศึกษาและพัฒนาทางด้านพันธุศาสตร์เชิงปริมาณ (quantitative genetics) ในช่วง ๕๐ - ๖๐ ปีที่แล้วมา จึงได้มีการพัฒนาการคัดเลือกลักษณะพันธุกรรมอันพึงประสงค์ให้สอดแทรกผสมผสานเข้าไปในจีโนมของพืชผล เป้าหมายโดยอาศัยข้อมูลจากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม ซึ่งเป็นสมบัติสำคัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นจุลินทรีย์ พืช สัตว์ รวมทั้งมนุษย์ ความหลากหลายทางพันธุกรรมนั้น เกิดจากปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงพันธุกรรมที่เรียกว่า การกลายพันธุ์ หรือมิวเทชัน (mutation) และปรากฏการณ์ ครอสซิงโอเวอร์ (crossingover) ที่เกิดขึ้นสม่ำเสมอในกระบวนการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ ของสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ ทำให้เกิดการสลับที่และรวมตัวกันใหม่ของพันธุกรรมที่เรียกว่า ยีนรีคอมบิเนชัน (gene recombination) ทำให้เกิดองค์ประกอบทางพันธุกรรมในจีโนมในรูปแบบต่างๆกัน อาจเปรียบเทียบได้ว่า ยีนรีคอมบิเนชันเป็นกระบวนการ "พันธุวิศวกรรมโดยธรรมชาติ" อย่างแท้จริง รูปแบบของความแปรผันทางพันธุกรรมในจีโนมจะผ่านกระบวนการคัดเลือก โดยธรรมชาติ (natural selection) การอพยพ (migration) พันธุกรรมผกผัน (genetic drift) ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงขนาดประชากรและปัจจัยทางชีวภาพอื่นๆ (ดังแสดงในแผนภาพแสดงความสัมพันธ์ในการเปลี่ยนแปลงพันธุกรรม) ที่เป็นพลังผลักดันทางวิวัฒนาการ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทางพันธุกรรมของประชากร ซึ่งเป็นการปรับตัวเพื่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต เราสามารถตรวจสอบความหลากหลายทางพันธุกรรมในประชากร ธรรมชาติได้ โดยใช้วิธีการต่างๆ ทั้งในระดับโครโมโซมและระดับยีน โดยใช้กรรมวิธีดีเอ็นเอเทคโนโลยียุคใหม่
อย่างไรก็ดี หลักการผสมข้ามสายพันธุ์ และการคัดเลือกสายพันธุ์ตามวิธีการดั้งเดิมดังกล่าว ใช้เวลาค่อนข้างยาวนานกว่าจะได้สายพันธุ์พืชที่ต้องการ ต้องใช้แรงงานมาก และต้องดำเนินงานคัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่ดีไว้ เพื่อเพาะปลูกในฤดูกาลถัดไปอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องการผู้ที่มีความรู้และความ ชำนาญ ตลอดจนมีประสบการณ์ที่ยาวนาน ในการคัดเลือกเมล็ดพันธุ์ที่มีลักษณะทางกรรมพันธุ์ที่ดีที่สุดเท่าที่จะสามารถทำได้ ซึ่งไม่ใช่เรื่องที่ทำได้ง่ายๆและใครก็สามารถทำได้ แต่ต้องอาศัยความสามารถเฉพาะตัวที่ได้สั่งสมและสืบสานประสบการณ์มาอย่างต่อเนื่อง เกษตรกรและนักปรับปรุงพันธุ์พืชในอดีตได้สังเกตเห็นถึงปัญหาที่เกิดจากการพัฒนาปรับตัวทางพันธุกรรมของแมลงศัตรูพืชที่มีความสามารถทนทานและต่อต้านสายพันธุ์พืชใหม่ๆอยู่เสมอเป็นเงาตามตัวไปด้วย นั่นคือกระบวนการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการร่วมกันอันเนื่องมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างพืช กับแมลงศัตรูพืช ที่ธรรมชาติได้สร้างสรรค์ให้มีชีวิตอยู่ร่วมกันอย่างมีดุลยภาพเสมอมา และคงจะเป็นเช่นนี้ตลอดไปในสภาวการณ์แปรผันของธรรมชาติ
ดูเพิ่มเติมเรื่อง การปรับปรุงพันธุ์พืช เล่ม ๑๗
