北魏贾思勰所著《齐民要术》是我国现存最早的一部完整的农书。全书十卷，不仅包含有丰富的农业生产知识，而且也包括有丰富的生物学知识。
《齐民要术》提到的栽培植物有70多种，大致分四类：即谷物（卷二）、蔬菜（卷三）、果树（卷四）和林木（卷五）。这种根据形态和应用相结合的方法，在农书中还是首次出现。它对后来农书中对栽培植物的分类显然有一定影响。贾思勰很重视对栽培的品种资源的研究。他不仅收集前人的记载，而且广泛收集当代的资料。例如《齐民要术》中所著录的粟的品种除引郭义恭《广志》所载的11种外，他自己调查收集的有86种之多，并且根据穗芒之有无、成熟期早晚、米质好坏、耐寒性和抗虫性等因素加以区分；还著录黍12种、小麦8种、粳稻25种、糯米11种、粱6种。此外，对各种蔬菜、果树的品种也都有著录。例如梨《广志》记有9种，贾思勰又补充了3种。他还总结了当时人们命名作物品种的方法：一为“以人名命名”，二为“观形立名”，三为“会义立名”。
关于植物的雌雄性，我国从古以来就知道大麻是雌雄异株的。《齐民要术》则进一步指出：生成雌株的种子和成雄株的种子在颜色和形状上都是不相同的。要取纤维，就必须专种雄株；但为了麻的繁殖，也要种雌株。雌株只有雄株放出花粉（放勃）才能结子。
《齐民要术》中的提到的家养动物有牛、马、驴、骡、羊、猪、鸡、鸭、鹅和鱼等。对家养动物外部形象特征的观察，是古代相畜禽的基础。例如《齐民要术》根据外形观察将马分为两类，即“筋马”和“肉马”。筋马相当于现在的骑乘种，肉马为乘挽兼用种。早在先秦时期，我国就出现了相畜术。到汉代就有了相畜的专著，如《相六畜》、《相马经》等。《齐民要术》继承和发展了古代的相畜禽知识。例如，关于相马，《齐民要术》指出：“凡相马之法，先除‘三羸’、‘五驽’，乃相其余。大头缓耳，一驽；长颈不折，二驽；短上长下，三驽；大髂短協，四驽；浅髋薄髀，五驽。”由此可见，畜体的头、颈、耳、脊、躯干、腹、肋、腿、蹄、髋、髀等各部位，器官的形态特征和相互间大小比例关系，乃是古代评价动物体质、健康状况的标志。
《齐民要术》不仅注意到栽培植物变异频繁且品种繁多，还注意到变异与环境的关系。贾思勰亲身经验，山西从河南引种的大蒜，次年就成了百子蒜；而引种芜菁根却有碗口大，即使从别的地方引进，一到山西也就会变大。还有山西并州产的豌豆种到河北井陉口以东，山东的种子种到山西壶光关上党，便只徒长茎叶而不结实。贾思勰认为之所以出现这些变异，是“土地之异”的缘故。贾思勰洞悉动物植物特性的遗传性，因此他非常重视人工选种工作，《齐民要术》说：“粟、黍、积、粱、秫，常岁岁别收，选好穗纯色者，刈高悬之，至春治之别种，以拟明种子。”这乃属混合选种，《齐民要术》中还对评到的多种动物的选种提出要求。关于种羊，认为要选择腊月或正月的羊羔作种；种猪要先取“短喙无柔毛者”；种鸡要选取“形小、浅毛，脚细短者”，认为这种鸡“守窠少声，善育雏子”。在贾思勰看来，选择好种畜，不仅要看它的遗传性质，而且还要看它在孕妊和出生后的环境影响。
《齐民要术》还反映了我国以前历代认识和利用微生物活动的重大成就。书中提到作曲、酿酒、作酢（制醋）、作酱、作豉、作乳酪、作菹等，都是利用微生物发酵，制取符合人类需要的食品的。在制曲酿酒方面，书中已经将酒曲分为两大类，即笨曲和神曲两大类，这相当于现在大曲和小曲。在制曲过程中，要掺入生料，这有接种微生物的含义，并注意对温度和湿度的控制调节。书中正确地把发酵饼内形成的五色衣，视为曲成熟的标准。在制醋的工艺中，《齐民要术》已将衣（醋酸菌膜）的生成情况下与醋的形成联系起来，似乎已经意识到衣是一种有生命的物质，正是由它的作用，才使酒精转化为醋。这些事实说明，贾思勰对微生物生长规律已有相当丰富的知识。