作物种质资源是祖国宝贵的财富，在收集和整理之后，必须安全妥善保存，并且不断增加样本数量，保持其生活力和繁殖力。
（一）贮藏保存
对于种质资源的贮藏保存，首先要建立完善的种子库，使种子处在代谢作用最低限度的环境之中。在低温、干燥和黑暗的条件下，适当密封。据统计，目前全球共有1400个种子库。美国的国家种子贮藏实验室温度为4℃，相对湿度为32%，贮藏样本50万份以上。日本平冢市低温种子贮藏管理室的温度为-1℃，相对湿度30%，贮藏2万多份材料，估计小麦可保存35年，水稻160年。我国新疆农业科学院的贮藏试验结果，水稻可保存11年，小麦可保存18～19年之久。根据最近信息，在挪威北冰洋斯瓦尔巴群岛建成并正式启用的国际种子库，可容纳贮存450万份种子样本，成为世界上最大的、最安全的作物基因资源库。以上种子库对于多样性作物种质资源保存和作物育种具有稳固的保障作用。
（二）种植保存
种植保存是通过种植繁殖和扩大种质资源的数量和提高其生活力。长期贮藏的材料，会因为利用而减少。所以，每隔一定的年限进行种植繁殖。自花授粉作物如水稻和小麦等，要避免机械混杂，保证纯度和品质。异花授粉作物如玉米和大麻等不仅要防止机械混杂，而且要避免串粉杂交。除扩大种植的面积和加设隔离区，还有进行套袋自交，严格保纯。
（三）种质资源的利用
种质资源的研究和保存是为了利用。对外公开，发挥最大的作用，为科学研究作贡献。
种质资源可以直接利用，例如收集到的野生药用植物，直接种植生产有用药材。重要地用于培育新种和新品种。作物品种资源可以用于杂交育种，许多优良品种就是这样产生的。野生种质资源可以采用物理育种方法如辐射处理和化学育种方法，特别是开展分子育种技术，把优良性状的目的基因标记分离、转移、合成、重组DNA分子，建立无性繁殖，使种质资源在生产上发挥应有的作用。