L'agroécologie accorde une attention particulière à la conception de systèmes diversifiés qui combinent de manière sélective des cultures annuelles et pérennes, du bétail et des animaux aquatiques, des arbres, des sols, de l'eau et d'autres éléments dans les exploitations et les paysages agricoles afin de renforcer les synergies dans le contexte d'un climat de plus en plus changeant.

La création de synergies dans les systèmes alimentaires présente de multiples avantages. En optimisant les synergies biologiques, les pratiques agroécologiques améliorent les fonctions écologiques, ce qui se traduit par une utilisation plus efficace des ressources et une plus grande résilience. Par exemple, à l'échelle mondiale, la fixation biologique de l'azote par les légumineuses dans les systèmes de cultures intercalaires ou les rotations permet d'économiser près de 10 millions d'USD d'engrais azotés chaque année, tout en contribuant à la santé des sols, à l'atténuation du changement climatique et à l'adaptation à ce dernier. En outre, environ 15 % de l'azote appliqué aux cultures provient des effluents d'élevage, ce qui met en évidence les synergies résultant de l'intégration de la culture et de l'élevage. En Asie, les systèmes rizicoles intégrés associent la culture du riz à la production d'autres produits tels que le poisson, les canards et les arbres. En maximisant les synergies, les systèmes rizicoles intégrés améliorent considérablement le rendement, la diversité alimentaire, la lutte contre les mauvaises herbes, la structure et la fertilité du sol, tout en fournissant un habitat biodiversifié et en luttant contre les ravageurs.

Au niveau du paysage, la synchronisation des activités productives dans le temps et dans l'espace est nécessaire pour renforcer les synergies. Le contrôle de l'érosion des sols à l'aide de haies de Calliandra est courant dans les systèmes agroécologiques intégrés des hauts plateaux d'Afrique de l'Est. Dans cet exemple, la pratique de gestion de l'élagage périodique réduit la concurrence des arbres avec les cultures cultivées entre les haies et fournit en même temps de la nourriture pour les animaux, créant ainsi des synergies entre les différentes composantes. Le pastoralisme et les systèmes de pâturage extensif gèrent des interactions complexes entre les personnes, les troupeaux multi-espèces et les conditions environnementales variables, renforçant la résilience et contribuant aux services écosystémiques tels que la dispersion des graines, la préservation de l'habitat et la fertilité des sols.

Si les approches agroécologiques s'efforcent de maximiser les synergies, des compromis sont également possibles dans les systèmes naturels et humains. Par exemple, l'attribution des droits d'utilisation ou d'accès aux ressources implique souvent des compromis. Pour promouvoir les synergies au sein du système alimentaire au sens large et gérer au mieux les compromis, l'agroécologie met l'accent sur l'importance des partenariats, de la coopération et de la gouvernance responsable, impliquant différents acteurs à des échelles multiples.