La agroecología es una disciplina científica desde la década de 1930, cuando abarcaba principalmente la parcela y la explotación, centrándose en las interacciones biológicas entre los elementos del ecosistema y la agricultura. Desde este punto de vista, es decir, considerando que las explotaciones son ecosistemas movidos por fuerzas ecológicas, se han desarrollado enfoques novedosos de gestión que, de otro modo, no se habrían tenido en cuenta.  Las formas biológicas de gestionar las plagas restaurando los equilibrios naturales son un claro ejemplo de esto. 

A medida que ha ido creciendo el campo de la ecología, también la agroecología ha ido ampliando su alcance, aportando principios ecológicos aplicables a la hora de diseñar y gestionar agroecosistemas, también fuera de las explotaciones para incluir territorios y comunidades. Progresivamente, ha abarcado la organización social de las comunidades, a las que se reconoce como uno de los pilares de la agroecología.  En las últimas décadas, la divulgación y la aceptación de la agroecología han dependido principalmente de la difusión de campesino a campesino, con apoyo de los investigadores a tal innovación campesina. 

Como disciplina científica, la agroecología no es prescriptiva, ya que no proporciona recetas ni paquetes técnicos. Se basa en la aplicación local de principios agroecológicos básicos. El marco de la FAO en materia de agroecología se basa en los siguientes elementos: diversidad, creación conjunta e intercambio de conocimientos, sinergias, eficiencia, reciclaje, resiliencia, valores humanos y sociales, cultura y tradiciones alimentarias, gobernanza responsable, economía circular y solidaria. La elección de las prácticas de gestión y las tecnologías para alcanzar la agroecología o avanzar hacia una transición agroecológica depende siempre de la localidad específica y se ve modelada por un contexto social y ecológico determinado.

La ciencia de la agroecología reconoce explícitamente el valor de los conocimientos y la investigación participativos y de abajo arriba y promueve: i) el establecimiento de vínculos entre procesos de innovación formales e informales; ii) la combinación de las competencias especializadas del lugar con conocimientos científicos; iii) el reconocimiento del respeto que se debe a los agricultores como propietarios de conocimientos y partícipes en la investigación y la innovación.