元朝掌管劝课农桑、水利、乡学、义仓诸事的中央官署。至元七年（1270）二月，始置司农司，以张文谦为司农卿，拟定劝农条画，设立四道巡行劝农司，每道派出劝农使和副使各一人巡行督促、检查农业生产及应兴办水利等事。仍命各路、府、州、县管民长官兼理农事，用心劝课，年终考其勤惰及农事成否，申报司农司及户部，作为考核官吏治绩优劣的依据之一。同年十二月，改为大司农司，命御史中丞孛罗兼大司农卿（后升大司农），以重其事，增设各道劝农使、副使为四员，并拨都水监归大司农司领导。十年，大司农司官集古今农家之书，删繁摭要，编成《农桑辑要》，刊刻进呈。十四年，大司农司罢，以劝农事属各道提刑按察司兼领；在此以前，都水监已改属工部。十八年，立农政院，专领武卫屯田。二十年，改为务农司，复改司农寺。二十三年，复立大司农司，掌全国农桑事，分设六道劝农司，每道置官四员。同年，诏以《农桑辑要》颁行诸路。二十七年，罢各遭劝农司，并人按察司，有关农桑事申报大司农司，纠察事申报御史台。大司农司秩正二品，置大司农、大司农卿、少卿、丞、经历、都事等员。
至元三十年，以参政燕公楠建议，置行大司农司于扬州，检括豪家隐占的南宋官田。元贞元年（1295），因所括隐占田亩数少，罢。