Nông nghiệp đã trải qua quá trình canh tác trong hàng ngàn năm mà không sử dụng hóa chất nhân tạo. Phân bón nhân tạo lần đầu tiên được tạo ra vào giữa thế kỷ 19. Những loại phân bón ban đầu có giá rẻ, tác dụng mạnh và dễ vận chuyển với số lượng lớn. Những tiến bộ tương tự đã xảy ra trong thuốc trừ sâu hóa học vào những năm 1940, dẫn đến thập kỷ được gọi là 'kỷ nguyên thuốc trừ sâu'. Những kỹ thuật nông nghiệp mới này, tuy có lợi trong thời gian ngắn, nhưng đã có tác dụng phụ nghiêm trọng lâu dài hơn như nén đất, xói mòn đất và suy giảm về tổng thể độ phì của đất, cùng với lo ngại liên quan đến hóa chất độc hại cho sức khỏe trong việc cung cấp thực phẩm. Vào cuối những năm 1800 và đầu những năm 1900, các nhà khoa học sinh học đất bắt đầu tìm cách khắc phục các tác dụng phụ này trong khi vẫn duy trì sản lượng cao hơn.
Năm 1921, người sáng lập và tiên phong của phong trào hữu cơ, Ngài Albert Howarai và vợ là Gabrielle Howard, đã trở thành những nhà thực vật học, thành lập một Viện Công nghiệp thực vật để cải thiện phương pháp canh tác truyền thống ở Ấn Độ. Giữa những phương pháp khác, họ đã đem đến các dụng cụ cải tiến và phương pháp chăn nuôi cải tiến từ đào tạo khoa học của họ; sau đó bằng cách kết hợp các khía cạnh của các phương pháp truyền thống Ấn Độ, phát triển các giao thức cho luân canh cây trồng, kỹ thuật chống xói mòn và sử dụng có hệ thống phân trộn và phân chuồng. Bị kích thích bởi những kinh nghiệm trong canh tác truyền thống, khi Albert Howard trở về Anh vào đầu những năm 1930, ông bắt đầu ban hành một hệ thống nông nghiệp hữu cơ.
Năm 1924, Rudolf Steiner đã đưa ra một loạt tám bài giảng về nông nghiệp với trọng tâm là ảnh hưởng của mặt trăng, các hành tinh, các sinh vật phi vật chất và các nguyên tố ảnh hưởng. Chúng đã được tổ chức để đáp ứng yêu cầu của những người nông dân tuân thủ nhận thấy tình trạng đất xuống cấp và suy giảm sức khỏe và chất lượng của cây trồng và vật nuôi do sử dụng phân bón hóa học. Các bài giảng được xuất bản vào tháng 11 năm 1924; bản dịch tiếng Anh đầu tiên xuất hiện vào năm 1928 với tên Khóa học nông nghiệp.
Vào tháng 7 năm 1939, Ehrenfried Pfeiffer, tác giả của tác phẩm tiêu chuẩn về nông nghiệp sinh học (Bio-Dynamic Farming and Gardening), đã đến Vương quốc Anh theo lời mời của Walter James, Nam tước Northbourne thứ 4 với tư cách là người dẫn chương trình tại Trường học mùa hè Betteshanger và Hội nghị về nông nghiệp Biodynamic tại trang trại của Northbourne ở Kent. Một trong những mục đích chính của hội nghị là tập hợp những người đề xuất các phương pháp khác nhau cho nông nghiệp hữu cơ để họ có thể hợp tác trong một phong trào lớn hơn. Howard tham dự hội nghị, tại đây ông gặp Pfeiffer. Vào năm sau, Northbourne đã xuất bản bản tuyên ngôn về canh tác hữu cơ, Hãy nhìn về đất, trong đó ông đặt ra thuật ngữ "canh tác hữu cơ". Hội nghị Betteshanger đã được mô tả là "mối liên kết còn thiếu" giữa nông nghiệp khí động học và các hình thức canh tác hữu cơ khác.
Năm 1940, Howard xuất bản cuốn Một thánh kinh về nông nghiệp. Trong cuốn sách này, ông đã áp dụng thuật ngữ "nông nghiệp hữu cơ" của Northbourne. Công việc của Howard được lan truyền rộng rãi và ông được biết đến như là "cha đẻ của canh tác hữu cơ" vì đã áp dụng kiến thức và nguyên tắc khoa học vào các phương pháp tự nhiên và truyền thống khác nhau. Ở Hoa Kỳ, Jerome Irving Rodale, người rất quan tâm đến cả ý tưởng và động lực học của Howard, đã thành lập cả một trang trại hữu cơ hoạt động các thử nghiệm và thí nghiệm vào những năm 1940, Viện nghiên cứu Rodale và toà soạn Rodale Press để phổ biến và thúc đẩy các phương pháp hữu cơ tới rộng khắp quần chúng. Những điều này đã trở thành những ảnh hưởng quan trọng đối với sự mở rộng của nông nghiệp hữu cơ. Công việc tiếp theo được thực hiện bởi Lady Eve Balfour (Haughley Experiment) ở Vương quốc Anh và nhiều nơi khác trên thế giới.
Thuật ngữ "nông nghiệp sinh thái" được đặt ra vào năm 1970 bởi Charles Walters, người sáng lập Tạp chí Acres , để mô tả nông nghiệp không sử dụng "các phân tử nhân tạo của hóa học phóng thích độc hại", một tên gọi khác của nông nghiệp hữu cơ.
Việc nâng cao nhận thức về môi trường trong dân số nói chung trong thời hiện đại đã chuyển đổi phong trào hữu cơ theo hướng cung ban đầu sang hướng theo nhu cầu. Giá cao và một số trợ cấp của chính phủ đã thu hút nông dân. Ở các nước đang phát triển, nhiều nhà sản xuất canh tác theo các phương pháp truyền thống tương đương với canh tác hữu cơ, nhưng không được chứng nhận và có thể không bao gồm những tiến bộ khoa học mới nhất trong nông nghiệp hữu cơ. Trong trường hợp khác, nông dân ở các nước đang phát triển đã chuyển đổi sang các phương pháp hữu cơ hiện đại vì lý do kinh tế.
