งานปรับปรุงพันธุ์พืชไม่ใช่วิชาการแขนงหนึ่งแขนงใดโดยเฉพาะ แต่เป็นงานที่ต้องนำความรู้ในวิชาการแขนงต่าง ๆ มาประยุกต์ และผสมผสานเข้าด้วยกัน วิชาการที่สำคัญ ๆ ได้แก่
๑. พืชกรรม
สิ่งสำคัญประการแรก นักปรับปรุงพันธุ์จะต้องรู้จักปลูกพืชให้เจริญเติบโต จนออกดอก และตกผลได้ จะต้องมีใจรักต้นไม้ และอยู่ใกล้ชิดกับต้นไม้ที่ตนต้องการปรับปรุงพันธุ์อยู่เสมอ สิ่งที่ขาดไม่ได้คือ ความขยัน อดทน และช่างสังเกต
๒. พฤกษศาสตร์
คือความรู้ด้านต่าง ๆ เกี่ยวกับลักษณะ และวงจรชีวิตของพืช เป็นสิ่งที่นักปรับปรุงพันธุ์ควรทราบ วิชาการเหล่านี้ได้แบ่งออกเป็นแขนงต่างๆ ดังนี้ เช่น อนุกรมวิธาน (การศึกษาวิธีการจำแนกชนิด และจัดหมวดหมู่พืช) ภายวิภาค (การศึกษาโครงสร้างภายในและส่วนประกอบของเซลล์และส่วนต่างๆ ของพืช) พฤกษชีพวิทยา (การศึกษากระบวนการเติบโตของพืช) สรีรวิทยา (การศึกษาว่าด้วยคุณสมบัติและการกระทำหน้าที่ของอินทรีย์ต่าง ๆ ซึ่งเป็นส่วนของพืช) เป็นต้น
๓. พันธุ์ศาสตร์
เป็นวิชาที่จำเป็นยิ่ง ของการปรับปรุงพันธุ์พืชในปัจจุบัน เพราะการผสมพันธุ์ และคัดเลือกพันธุ์พืช จะอาศัยหลักและกฎเกณฑ์ของพันธุศาสตร์ และกลไกของยีนและโครโมโซม ซึ่งเป็นตัวควบคุมลักษณะต่าง ๆ ของพืช
๔. โรคพืชวิทยา
ความต้านทานโรคพืชหลายชนิด เป็นลักษณะที่ควบคุม โดยกลไกของพันธุศาสตร์ และการปรับปรุงพันธุ์พืช ให้ต้านทานโรคพืชได้ เป็นสิ่งที่สามารถทำได้ ดังนั้น ความรู้เกี่ยวกับโรคพืช จึงเป็นวิชาการที่จำเป็นอีกแขนงหนึ่ง
๕. กีฎวิทยา
เช่นเดียวกับโรคพืช ความรู้เกี่ยวกับแมลงศัตรูพืชในด้านต่าง ๆ จึงมีความสำคัญ
๖. ชีวเคมี
การปรับปรุงพันธุ์ให้มีคุณภาพเฉพาะหลายด้าน เช่น ด้านความหอมของเมล็ดข้าวเจ้า และคุณภาพในการทำอาหารของข้าวสาลี เป็นต้น เป็นลักษณะที่เกิดจากชีวเคมี และถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมได้
๗. สถิติและการวางแผนการทดลอง
การทดสอบ หรือเปรียบเทียบผลิตผล และคุณภาพของพืชสายพันธุ์ต่าง ๆ ในระดับไร่นา จำเป็นจะต้องมีวิธีการที่ถูกต้อง ลดความปรวนแปร หรือเบี่ยงเบน ที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม ปัจจัยภายนอก และความอคติของมนุษย์ ในการคัดเลือกวิธีการดังกล่าวนี้ ปัจจุบันต้องอาศัยความรู้ทางวิชาสถิติ และการวางแผนการทดลอง
๘. วิชาอื่น ๆ
นอกจากวิชาการต่าง ๆ ที่กล่าวมานี้แล้ว ยังมีวิชาการอื่นๆ ที่อาจจำเป็นต้องเกี่ยวข้อง หรือเข้าใจรายละเอียดในแขนงวิชาที่ลึกซึ้งลงไปอีก ถ้าหากนักปรับปรุงพันธุ์พืชต้องการทำงานเจาะลึกลงไปในสาขานั้น ๆ เช่น วิศวกรรมเกษตร หรือเครื่องจักรกลการเกษตร หรือความรู้ในด้านเซลล์วิทยา
การเพาะเนื้อเยื่อของพืช เป็นต้น