農業生物技術是指運用發酵工程、基因工程、酶工程、細胞工程以及分子育種等生物技術，改良動植物及微生物品種生產性狀、培育動植物及微生物新品種、生產生物農藥、獸藥與疫苗的新技術。基因工程的轉基因技術，在隨著外源基因的匯入使農作物獲得良好抗性的同時，也會隨著花粉的傳播以及其他的傳播方式造成基因漂移。這些抗性基因轉移到同科同屬的其它植物上去的話就會造成“超級雜草”的現象，依靠現有的除草劑無法造成有效清除或是連同農作物一起殺死，造成環境的破環。並且生物技術產品的安全性人們還沒有認知清楚，也就是人們常常談起的轉基因食品是否安全的問題。按照人類目的改造的生物產品，人們直接或間接食用會不會對人、畜的安全造成危害還不可知。再者，在不斷的選擇中，農業生物的遺傳多樣性變得越來越薄弱，對生態的適應性呈現單一化，一旦外界的環境改變肯能會出現不可逆轉的危害。

基因修飾食品還引發了一些環境問題。其中一個就是擔心基因修飾植物和動物中新基因擴充套件到其他植物和動物的可能性。反對者把它稱作“生物汙染”並認為一旦出現這種情況，就難以消除。已經在墨西哥較遠地區的本土玉米品種中發現了被修飾過的基因序列。同樣人們還擔心基因修飾植物抗除草劑的特性最終會傳入和油菜籽有較近關係的雜草中。

基因流動時一個自然現象。問題不是這種現象是否會發生，而是基因的轉移是否會繼續存在以及如果存在的話是否在環境方面有什麼不同。生態學家認為除非新的基因特性可以給動物或者植物提供超越其競爭對手的優勢，否則這些新的特性最終會消失。在提供給國家科學院的報告中，科學家對修飾基因在動物之間流動的擔心要多於其在植物間的流動。比如，多產的基因修飾魚類逃進了大海並且和野生魚類交配，在某些情況下，會導致野生物種的消失。在這種情況下，問題就是物質和生物遏制系統是否強大到足以緩和這種危害。

像傳統的化學殺蟲劑一樣，抗蟲性基因修飾植物還會引起額外的環境問題。其中一個就是對益蟲以及其他“非目標”昆蟲的潛在威脅。1999年的一份報告表明基因修飾玉米會殺死黑脈金斑蝶，從而導致了全球風暴式的反應。後來的研究表明了現實世界的情況，黑脈金斑蝶的幼蟲因抗蟲玉米花粉致死的很少。另外的一個問題就是這些作物的害蟲如果長期處於抗藥的環境中也會進化出抗藥性，從而使得作物（以及殺蟲劑）失去效果。截止到2008年，雖然在中國已經出現了害蟲對基因修飾作物的牴觸，但是在美國還不是主要問題。

生物技術支持者指出了基因修飾作物帶來的一系列環境效益。讓農民獲得更高畝產產量的技術意味著更少的土地可以收穫更多的食物。更有效的耕作方式，特別是在發展中國家，可以減少把邊際土地（比如熱帶雨林）變成耕地的壓力。基因修飾作物讓農民在一些植物上減少了化學殺蟲劑的用量，抗蟲害作物也使農民更容易地採用免耕法，這有利於保持水土的完整性並減少水土流失。支持者還指出未來基因修飾作物對環境的潛在益處，比如抗旱作物可以減少對水分的需求。

然而，在更廣的規模上，有些反對者把生物技術看作是不可持續的農業產業化體系的一部分，而這個體系依靠單一栽培，廉價石化製品和短期技術手段來實現。