兰州农业科学技术的应用源于东汉末年汉献帝二十年（215年）金城太守苏则推广的中原较为先进的耕作技术“代田法”，代田法使兰州“其岁大丰收”；清光绪三十二年（1906年），兰州道台彭英甲在贡院巷创办农业实验场，次年在小西湖设立农业实验外场。到1915年初具规模，进行小麦、玉米、高粱等远地引种及施肥、灌溉、作物栽培等多种实验；1928年在黄河北庙滩子设立农事实验场，后因战事停办；1938年，在雁滩成立甘肃省农业改进所，下设农艺、园艺、防治病害虫、保土及农业技术推广等专业组；1941年，成立雁滩农业技术推广试验区、皋兰农业实验场、张家寺农艺总场。皋兰、永登、榆中三县成立农业实验推广所，作为全省农业技术推广县，推广优良品种、防治病虫害、增施肥料、改进堆肥及人粪尿处理方法等农业技术。
兰州解放后，原有的农业科技机构基本保留下来，1954～1962年，农业科技在农业发展中作用明显。从1966年开始的长达十年的“文化大革命”，使农业科技遭受重大损失。1978年十一届三中全会后，兰州各地相继建立农业技术推广中心，把实验、示范、培训、推广等几个核心环节有机结合起来，将土壤、肥料、种子、栽培、植保等各项技术综合应用于生产。1989年以来，兰州市政府为科技兴农、加强农机服务体系，确定“完善县一级、加强乡一级、延伸村一级”的指导思想，形成全市上下相通、左右相联，比较完整的农机服务体系，使农业突飞猛进，取得了很大发展。
土壤是农业生产的根本，摸透土壤的特性是农业生产发展壮大的关键。但是，从1949年以前，兰州对土壤从未作过详细的调查，对它的“脾气”一点也不清楚，只是一哄而起，要求它糊里糊涂无节制地哺育奉献。新中国成立后，通过两次系统普查，基本查清了兰州土壤的类型、分布面积、理化性质、生产性质、增产潜力及其主要障碍因素，为合理开发、利用和保护土壤资源，进行农业区域规划和指导农业生产提供了科学依据。也就是说，我们可以针对土壤的基本情况，要求它“科学哺育”。既可以让它哺育下的孩子们茁壮成长，又可以学会自己“保养”，让自己永远年轻，永远容光焕发。摸清土壤的脾气后，兰州人对症下药，立即对它“规劝诱导”，对它进行“改良改造”。比如对它实施的“深耕改土”、“改造中低产田”、“轮作”、“复种”、“间作、套种”、“混作”、“歇息”等方法，使其产量稳步增长。
“庄稼一朵花，全靠肥当家”，这一句至理名言说的是肥料在农业生产中的作用。肥料既是土壤的“化妆品”，也是它的“营养品”。兰州农村施用和积制农家肥的历史悠久，农家肥主要指人畜禽排泄物、各种杂草、农作物秸秆、枯枝落叶等。兰州地区施用化学肥料较晚，20世纪40年代才开始实验，20世纪40至60年代推广应用，20世纪70年代普及，20世纪80年代以后，主要以化学肥料为主。化学肥料主要指氮肥、磷肥、钾肥和微肥，在各类肥料的使用上也颇有讲究。例如底肥以有机肥为主，种肥播在种子附近或混合施播，追肥主要补充和满足植物生长期的养分等。各类肥料的科学施用，使兰州地区的农作物产量大增，极大地促进了农业生产的快速发展。
“母壮儿肥，种壮苗强”“一粒良种，千粒好粮”，这是说种子的重要性。农作物种子的优劣决定其产量的高下和品种的质量。但兰州地区长期以来只靠自选自和临近居民互相交换的方法推广良种，这种长期“近亲繁殖”的恶性循环，最终导致品种退化，产量不高。20世纪60年代和80年代的两次农作物品种普查，筛选了一批适宜兰州地区耕种的优良品种，同时，种子的检验、检疫工作也有条不紊地开展起来，对兰州地区的良种繁育和推广应用起了非常大的作用。
病虫害对农业生产的危害也不可等闲视之，它对农业生产的危害远远超出了人们的想象。唐德宗兴元元年（784年）出现虫灾：“是岁蝗遍远山，草木无遗，惟不食稻，大饥，道殣相望”。兰州地区对农作物有害的因素很多，其中的病虫害和杂草、田鼠危害较大。兰州地区的病虫害防治主要从民国开始，1941年和1947年两次较大规模的防治小麦黑穗病拉开了病虫害防治的序幕。新中国成立后，对植保工作更加重视，尤其改革开放后，更是加大了对植保的科学管理，成绩斐然。曾经让许多人耳熟能详的“四害”、“六六粉”、“敌敌畏”等名词至今让人记忆犹新。可以说，当时“全民皆兵”的植保战役的确取得了实效。
农业机械的进步可以说是兰州农业科技进步的一个缩影。从新石器时代的木石等原始农具到封建社会传统农业时期的“二牛抬杠”再到新中国成立至今的“机械半机械化”的新式农具，可以说是发生了天翻地覆的变化。原始农具主要以石铲、石刀、石磨盘、陶刀、骨铲等为主，生产效率很低；传统农具主要以犁（二牛抬杠）、耧、锄、铁锨、镰刀、棒槌、扫帚、木锨等为主，装运工具主要有马车、背斗、筐等，农副产品加工工具主要有石磨、石碾等，提灌工具以兰州水车和水挂子最有名。上述农具及生产工具一直到20世纪90年代大部分仍在使用。解放至今，是兰州传统农具向机械半机械化飞跃发展的阶段。1951年推出解放式水车；1952年兰州建成6.6千伏农电线路，首次用电动机抽水灌溉；1953年推出新式步犁，皋兰什川以柴油机为动力抽水；1958年推出架子车、畜力胶轮大车、引进苏联产54型拖拉机、仿制改制汽车15辆；1966年永登引进铁牛——55型拖拉机、上海产工农——II型手扶拖拉机；1971年推出手摇拌种机。1989年以后，各种新型机械更是层出不穷，尤其是联合收割机的使用，使兰州农业生产从机械半机械向全面机械化迈进了坚实的步伐。随着机械化程度的加快，兰州也出现了农机修造、农机修造机构，如原兰州制造局停产军火后改造农具；兰州人民机器厂生产解放式水车；兰州力车厂生产各类人、畜力车；兰州柴油机厂研制成功敦煌“LC195——15”型柴油机；兰州农业水泵厂生产水泵等。
科技进步离不开教育，兰州的农业教育始于晚清，农业生产管理机构则始于汉代的“屯田”制度。兰州农业教育的蓬勃发展主要是新中国成立以后，20世纪50年代到20世纪80年代，兰州市大力发展农业科技教育事业，建立健全了各级农业教育科技服务体系，20世纪90年代至今，实现了农业教育与机构的正规化和制度化，在实现农业现代化建设中发挥着越来越大的作用。从晚清在甘肃举院创办“农林学堂”（甘肃官立中等农业学堂）开始，入民国先后创办了兰州农业学校、国立西北技艺专科学校、兰州市农业大学、兰州市农业机械化学校、兰州市农业广播电视学校与农村应用技术广播学校、兰州园艺学校、农业（职业）学校、甘肃农业大学及各类农业技术培训班，极大地促进了农业科技水平的不断提高，推动了兰州传统农业向现代农业的快速转化，使兰州农业取得了有史以来的巨大成就。