Proses transformasi dari pertanian tradisional ke pertanian modern melibatkan penggantian faktor-faktor tradisional dengan faktor-faktor industri di pertanian.

Model Pertanian Mekanisasi, yang diwakili oleh Amerika Serikat, Kanada, Australia, dan negara-negara lain, bertujuan untuk meningkatkan produktivitas tenaga kerja. Model Bioteknologi, yang diwakili oleh Jepang, Belanda, dan negara-negara lain, bertujuan untuk meningkatkan laju output tanah. Sementara Model Pertanian Mekanisasi dan Bioteknologi, yang diwakili oleh Prancis, Jerman, dan negara-negara lain, menggabungkan kedua pendekatan tersebut. Proses ini ditandai dengan penggantian tenaga hewan dan kerja manual dengan kerja mekanik, penggantian pupuk kimia dengan pupuk organik sebagai faktor masukan, penggantian pertanian yang bergantung pada pengalaman dengan pertanian yang bergantung pada pengetahuan ilmiah dan eksperimen, dan penggantian pertanian subsistensi berdasarkan produksi dan penjualan sendiri produk dengan pertanian komersial yang terkait spesialisasi.

Independen dari model pertanian yang dipilih, semua negara telah melakukan modernisasi pertanian yang komprehensif dengan mekanisasi, penaburan, kimiaisasi, elektrifikasi, dan informatika sebagai elemen utama. Investasi publik global dalam penelitian dan pengembangan pertanian telah meningkat, dengan negara berpenghasilan tinggi secara konsisten mendominasi investasi publik global pertanian. Mereka mempertahankan lebih dari 50% dari porsi global. Dalam hal rata-rata pertumbuhan tahunan investasi pertanian publik, laju di negara berkembang telah secara umum sama dengan yang ada di negara maju dan lebih tinggi dari rata-rata global. Revolusi teknologi dan perubahan industri yang baru telah memberikan vitalitas pengembangan untuk transformasi dan peningkatan pertanian. Pertanian secara bertahap mulai masuk ke tahap pengembangan pertanian modern yang dipimpin oleh teknologi informasi, bioteknologi, produksi pintar, dan keberlanjutan.

Revolusi teknologi pertanian telah membawa perubahan yang komprehensif dan mendalam bagi pertanian dunia, karena telah mengubah pola produksi dan perdagangan pertanian dunia secara menyeluruh. Negara-negara telah mendukung titik lemah ini dengan mendorong penelitian dan pengembangan mesin pertanian, meningkatkan industri peralatan pertanian, dan mempercepat promosi mekanisasi pertanian.

Di Jepang, fokus pengembangan pertanian multifungsi adalah pada pertanian fasilitas, pertanian pengolahan, pariwisata dan rekreasi pertanian, serta pertanian beragam. Ini adalah fungsi komprehensif pertanian kreatif, yang berfokus pada pengembangan hijau pertanian, perlindungan lingkungan, pengalaman, rekreasi, dan fungsi demonstrasi, serta pembangunan industri teknologi tinggi dan mosaik multi-fungsi "pertanian pulau hijau" sebagai dua fitur utama.

Budaya pertanian kreatif di Jepang fokus pada produksi sayuran, buah, multi-tanaman, dan multi-spesies, yang memberikan produk pertanian berkualitas tinggi untuk masyarakat dan memenuhi kebutuhan pelestarian lingkungan hijau. Ini berbeda dengan modernisasi pertanian di Amerika Serikat, yang didominasi oleh teknologi mekanis. Budaya pertanian kreatif Jepang terkonsentrasi di tiga kawasan metropolitan utama yakni: Tokyo, Osaka, dan Chukyo.

Negara-negara sedang mempromosikan praktik pertanian berkelanjutan seperti manajemen hama terpadu, pertanian presisi, penanaman konservasi, dan irigasi berkelanjutan untuk mengurangi dampak negatif pertanian terhadap lingkungan. Model modernisasi pertanian telah dimulai di Kanada dan Australia dengan promosi dan aplikasi teknologi mekanik di wilayah luas dengan populasi yang jarang.Hal ini memungkinkan para petani untuk memanfaatkan pendekatan yang berbasis teknologi untuk meningkatkan produktivitas tanah dan mengurangi dampak lingkungan. Ini juga memungkinkan petani untuk mengurangi penggunaan racun hama dan pupuk sintetik, dan mengurangi kebutuhan untuk menikahi lahan serta meningkatkan kualitas air dan tanah.

Selain itu, beberapa negara telah mengenalkan pola baru dalam industri pertanian, seperti model pertanian berkelanjutan yang menekankan pada penggunaan sumber daya yang ramah lingkungan, manajemen hama terpadu, dan teknologi presisi. Model ini juga menekankan pada rancangan tanaman yang sesuai dengan iklim dan kondisi tanah, peningkatan diversifikasi tanaman, dan pengelolaan limbah organik. Model ini juga mencakup penggunaan pupuk hayati dan sistem manajemen air yang efisien.