作物生产是在大田进行的，培育新品种必须田间试验。当然需要时也可以盆栽，在温室和人工气候室内试验，但一般只做辅助试验。田间试验是农业科学实验在大田进行的基本方法。它是农业新品种和技术措施在生产上应用之前的必要步骤。缺少这一步骤，从事作物生产将是盲目的，甚至是冒险的工作。田间试验按试验因素可分为单因子试验和复因子试验。只研究单个因子的试验称为单因子试验。单因子试验的试验因子可以分成具体的试验项目，也就是“处理”。例如把抗虫棉品种作为单因子，试验中棉所45号，鲁棉研15号、英华2号、晋棉26号和国抗1号作为5个处理，从中选出最优的品种。单因子试验的特点在于除了要研究试验因素以外，其他因素不变，也就是在其他条件相同的情况，筛选某一个因素。例如，单因子品种试验，在同样的土壤、气候和田间管理条件下，对单个品种因素进行试验，以选择最为适合的品种。再如密度试验则是在相同的土地、气候和田间管理条件下，用同一品种，试验作物单位面积种植多少株数为宜。单因子试验对某一因素来说，简单易行，准确有效。但有局限性，在复杂的田间环境条件下和农业技术不断改进的情况下，单因子试验就满足不了生产实际的需要，所以进行了某个因子的试验还得做其他单因子的试验，如做了品种比较试验之后，试验出最好品种，生产上需要确定播种期，还需进行该品种的播种期试验，甚至，还要做密度试验。这就是品种试验、播种期试验和密度试验，3个单因子试验。复因子试验是同一地点，同时进行包括2个和2个以上因素的试验。它的处理是一个因子的处理与其他因子的处理相结合的处理组合，例如品种、播种期和密度试验，在某年某地同时确定那个品种最好、何时播种、单位面积种多少株的3个问题，这样的试验即属于复因子试验。它的优点在于能够分析各单个因素的优劣以及各因素结合起来的综合效果。节省时间、人力和物力，特别是更符合生产实际。但是设计费事，技术性强。作物群落田间试验更加费事，应先以单因子试验为主。
田间试验按试验小区的面积可分为大区试验和小区试验。大区试验的面积在333.5m2以上，一般为667～1334m2，要求土地平整，肥力均匀，耕作栽培接近大田，优点在于简单省事，便于进行。但不适宜精确的复杂的试验研究。小区试验面积一般为133.4m2或更小。要求土壤条件更加严格，精确性和一致性更高。适于试验处理项目和组合较多，种子量少的初期试验。然而小区试验与大田条件差别较大，试验得出结果后，再进行大区试验或大田对比，以接近生产实际应用。