Ce sont les paysans bio, accompagnés de consommateurs et agronomes engagés, qui ont développé au fil du temps les principes agronomiques, les techniques alternatives et les principes éthiques qui constituent l'agriculture biologique.

Pour consolider et diffuser ces acquis, ils ont rédigé des cahiers des charges exigeants, dont ils ont choisi de confier le contrôle à des organismes certificateurs extérieurs et indépendants.

Les produits chimiques de synthèse sont interdits en agriculture biologique.

Pour fertiliser les sols, les agriculteurs biologiques utilisent du fumier, du compost et des engrais organiques, et introduisent dans leur assolement des légumineuses (luzerne, trèfle...) qui sont capables de fixer l'azote de l'air pour le rendre disponible dans le sol. Pour protéger les cultures, les producteurs bio ont recours au désherbage mécanique, à la lutte biologique et à des traitements naturels. Ils utilisent également des variétés naturellement résistantes aux maladies et limitent la prolifération des insectes nuisibles grâce aux rotations des cultures. L'ensemble de ces pratiques préserve la biodiversité, la fertilité des sols ainsi que la qualité de l'air et de l'eau. C'est pourquoi l'AB est le seul signe officiel de qualité qui apporte des garanties aux consommateurs sur le plan environnemental.

En 2007, des pesticides ont été détectés dans 91% des points de suivi de la qualité des cours d'eau et dans 59% des points pour les eaux souterraines (voir l'étude "les pesticides dans les milieux aquatiques", site du Ministère du Développement Durable).

Les expériences, désormais emblématiques, des villes de Munich ou de Lons-le-Saunier prouvent qu'il est 20 fois moins coûteux à la collectivité d'éviter la pollution de l'eau en soutenant le développement de l'agriculture biologique, plutôt que de se contenter de traiter l'eau polluée (voir site de la fnab, rubrique "eau").