Диверсификация имеет ключевое значение для перехода к агроэкологическому способу производства в интересах обеспечения продовольственной безопасности и питания наряду с сохранением, защитой и улучшением состояния природных ресурсов.

Агроэкологические системы очень разнообразны. С биологической точки зрения оптимальный уровень разнообразия видов и генетических ресурсов в агроэкологических системах достигается по-разному. Например, в агролесоводческих системах выращивают сельскохозяйственные культуры, кустарники, домашний скот и деревья различной высоты и формы на различных уровнях, или ярусах, что способствует повышению вертикального разнообразия. При совмещении культур производится совместное выращивание взаимодополняющих видов с целью повышения пространственного разнообразия. Севообороты, в которые нередко включают бобовые культуры, повышают сезонное разнообразие. Системы, сочетающие растениеводство с животноводством, создаются на основе разнообразия местных пород, адаптированных к конкретным условиям. Те же принципы максимального расширения разнообразия лежат в основе традиционного поликультурного рыбоводства, комплексной мультитрофной аквакультуры (ИМТА) и систем, сочетающих рыбоводство с растениеводством.

Увеличение биоразнообразия дает целый ряд преимуществ в плане производства, социально‑экономического измерения, питания и охраны окружающей среды. За счет планирования и рационального использования разнообразия агроэкологические подходы благотворно сказываются на экосистемных услугах, включая опыление и обеспечение здоровья почв, от которых зависит сельскохозяйственное производство. Диверсификация может повысить производительность и эффективность использования ресурсов за счет оптимизации процессов сбора биомассы и поверхностного стока.

Кроме того, агроэкологическая диверсификация способствует повышению экологической и социально-экономической устойчивости, в том числе за счет создания новых рыночных возможностей. Например, разнообразие сельскохозяйственных культур и животных снижает риски в условиях изменения климата. Совместный выпас различных видов жвачных уменьшает риск заражения животных паразитами, поскольку различные местные виды или породы обладают большими возможностями для выживания, сохранения продуктивности и воспроизводства в трудных условиях. В свою очередь, наличие нескольких разных источников дохода, получаемого на развитых и новых рынках, в том числе от продажи разнообразной продукции, деятельности местной пищевой промышленности и агротуризма, помогает стабилизировать доходы домохозяйств.

Потребление разнообразных зерновых и зернобобовых культур, фруктов, овощей и продуктов животного происхождения способствует улучшению питания. Кроме того, генетическое разнообразие сортов, пород и видов играет большую роль в обогащении рациона питания человека микро- и макроэлементами и другими биологически активными соединениями. Например, в Микронезии возобновление производства и потребления недоиспользуемого традиционного сорта оранжевого банана, который содержит в 50 раз больше бета-каротина, чем широко распространенный белый банан, сыграло важную роль в улучшении здоровья и питания населения.

Почти 50 процентов калорийности рациона жителей нашей планеты обеспечивают всего три зерновые культуры; при этом процесс утраты генетического разнообразия сельскохозяйственных культур, скота, водных животных и деревьев по-прежнему идет быстрыми темпами. Агроэкология может помочь обратить эти тенденции вспять за счет рационального использования и сохранения сельскохозяйственного биоразнообразия и удовлетворения растущего спроса на разнообразие экологически чистых продуктов. Одним из примеров является совместное выращивание риса и рыбы в условиях орошаемых, богарных и глубоководных рисоводческих экосистем, в которых ценится разнообразие водных видов и их значение в качестве источников средств к существованию сельского населения.