农业研究体系转型
大量证据表明，农业研究投资能够显著推动农业发展和脱贫。农业研究如能重视小农和家庭农民的需要，就能够发挥重要作用，帮助农民可持续改进生产和改善生计。
为此，国家农业研究体系必须朝着更高效、更有效的方向发展。必须满足农民的需求，发挥新型供资机制和国内外伙伴关系的潜力，考虑农民的长短期需要。还要关注研究议程的转向，即不再一味提高生产力，而是关注环境问题和整个粮食体系资源高效利用。
实行国家农业研究体系改革
粮农组织支持成员实行国家农业研究体系改革，应对本国面临的诸多挑战和新出现的问题。例如，由欧盟供资的4年期“重振刚果民主共和国农林业研究”计划，与国际热带农业研究所和国际林业研究中心等组织合作，帮助刚果民主共和国给本国农林业研究体系注入新的活力。又如，粮农组织于2019年对冈比亚政府提供技术支持，帮助该国国家农业研究所更新和制定战略计划，绘就冈比亚农业研究路线图。2020年，粮农组织向沙特阿拉伯王国和阿拉伯联合酋长国政府提供技术支持，帮助制定研究、技术和创新路线图以及监测机制，为落实本国粮食安全战略提供支持。
倡导增加农业研发投资
根据估算，2016年全球公共部门农业研发投资达470亿美元，占农业国内生产总值不到1%。支出极不均衡。九个高收入国家占这些投资近60%，低收入国家支出仅占全球总额2%。当务之急是监测这类趋势。2015年，粮农组织与国际食物政策研究所合作举办了“改善欧洲农业研究投资监测”国际研讨会。会上与决策者就关于农业研究投资数据收集新方法的建议进行了讨论。
农业生物技术
农业生物技术广泛涵盖种植业、畜牧业、林业、渔业和水产养殖以及涉农产业应用的技术，包括人工授精、发酵技术和生物肥料等低技术方法，还包括基于DNA技术的先进方法和遗传修饰等高技术方法。
农业生物技术用途各异，例如动植物遗传改良（提高产量或效率）、粮食和农业遗传资源鉴定和保护、动植物疫病诊断、疫苗开发和发酵食品生产。
在农业生物技术领域，粮农组织为成员国提供协助，响应成员国的咨询或技术援助请求，提供高质量的最新科学信息，提供讨论政策和技术问题的中立论坛。
合作關係
粮农组织与国家农业研究体系和区域研究组织广泛合作，包括近东及北非农业研究机构协会、亚太农业研究机构协会和非洲农业研究论坛。粮农组织还参与了若干由欧盟供资的研究项目，例如粮农组织与16个欧洲和非洲伙伴合作的“小规模农场、小型粮食企业和可持续粮食安全”项目。
粮农组织与国际农业研究磋商组织（国际农研磋商组织）的伙伴关系由来已久，具有特别重要的意义。国际农研磋商组织为全球研究组织，下属15个研究中心遍及全球。国际农研磋商组织于1971年成立，粮农组织是三个共同创始提议方之一。粮农组织与国际农研磋商组织下属各中心广泛协作，是国际农研磋商组织系统理事会当然成员。粮农组织还与全球农业研究和创新论坛保持着长期伙伴关系，该多利益相关方团体由580多个伙伴组织组成，由粮农组织等四个促进机构于1996年建立，秘书处从2003年起设在粮农组织。