Основная задача селекции — создание высокопродуктивных пород животных и сортов растений, наилучшим образом удовлетворяющих пищевые и технические потребности человека.

Породой и сортом называют популяцию организмов, искусственно созданную человеком, которая характеризуется определенным генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности. Каждой породе или сорту свойственна своя норма реакции. Так, куры породы белый леггорн отличаются высокой яйценоскостью. Улучшение условий их содержания и кормления сопровождается повышением яйценоскости, а масса практически не меняется. Фенотип (и в том числе продуктивность) наиболее полно проявляется лишь при определенных условиях, поэтому для каждого района с теми или иными климатическими условиями, агротехническими приемами и т. д. необходимо иметь свои сорта и породы.

Основные методы селекции — отбор и гибридизация. В растениеводстве нередко применяют массовый отбор. При этом в посеве отбирают только те растения, которые обладают желательными качествами. При повторном посеве снова преимущества получают растения с избранными признаками. Сорт, выведенный этим способом, не является генетически однородным, и отбор время от времени повторяют. Индивидуальный отбор сводится к выращиванию семей от отдельной особи. Такой отбор приводит к выделению чистой линии — группы генетически однородных (гомозиготных) особей.

Однако методом отбора нельзя получить ничего нового, он позволяет выделить только генотипы, уже имеющиеся в популяции. Кроме того, сочетание разных признаков у чистых линий часто оказывается неблагоприятным. Поэтому для обогащения генофонда создаваемого сорта растений или породы животных и получения оптимальных комбинаций признаков применяют гибридизацию с последующим отбором. Например, один сорт пшеницы может иметь прочный стебель и быть устойчивым к полеганию, но в то же время легко поражаться ржавчиной. Другой сорт, обладая тонкой и слабой соломиной, отличается устойчивостью к ржавчине. При скрещивании этих двух сортов в потомстве обнаруживаются различные комбинации, в том числе у части растений сочетаются признаки устойчивости к полеганию и к ржавчине. Такие гибриды отбирают и используют для посева. В животноводстве получить массовый материал для отбора трудно, поэтому здесь широко используют индивидуальный отбор с тщательным учетом хозяйственно полезных признаков и гибридизацию. У сельскохозяйственных животных проводят или близкородственное скрещивание с целью перевода большинства генов породы в гомозиготное состояние, или неродственное скрещивание между породами. Неродственное скрещивание при последующем строгом отборе поддерживает или улучшает свойства в ряде поколений гибридов.

При скрещивании разных пород животных или сортов растений, а также при межвидовых скрещиваниях в первом поколении гибридов наблюдается повышенная жизнеспособность и особенно мощное развитие. Это явление получило название гетерозиса и объясняется переходом многих генов в гетерозиготное состояние и взаимодействием благоприятных доминантных генов. При последующих скрещиваниях гибридов между собой гетерозис затухает, по-видимому, вследствие выщепления гомозигот.

Естественные мутации, сопровождающиеся появлением полезных для человека признаков, очень редки. На их поиски приходится затрачивать много сил и времени. Частота мутаций резко повышается при искусственном мутагенезе — воздействии некоторых химических веществ, ультрафиолетового и рентгеновского излучений. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК. Наряду с вредными мутациями гораздо чаще обнаруживаются и полезные, которые отбираются и используются в селекционной работе. Таким путем удалось вывести штаммы микроорганизмов и грибов, активно синтезирующих необходимые человеку продукты — витамины, антибиотики. В растениеводстве часто получают и полиплоидные растения, которые отличаются более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Полиплоидные сорта клевера, сахарной свеклы, турнепса, ржи, гречихи, масличных растений широко распространены.