A agricultura sustentável define-se em oposição à agricultura convencional/ industrializada/ dependente de aditivos exógenos. O critério principal que permite identificar a agricultura sustentável é a integração dos bens e serviços dos ecossistemas no processo de produção.
A agricultura depende de condições e processos naturais alheias à vontade e ao controlo humano, tal como o clima, o solo, as interacções entre cultivares e outros seres vivos. A agricultura industrializada tenta maximizar o controlo sobre todos os fatores que afetam a produção, criando um sistema uniforme, com baixa biodiversidade, e altamente dependente de energia externa.
Ao contrário, a agricultura sustentável tenta fazer o melhor uso das condições existentes, adaptando as culturas ao clima e ao solo e beneficiando de sinergias entre os seres vivos que compõem o sistema agrícola. Deste modo, a agricultura sustentável pode reduzir o uso de aditivos externos (factores de produção que provêm de fora da exploração, tal como fertilizantes, pesticidas, sementes), economizando energia e afectando os ciclos biogeoquímicos minimamente.
A agricultura sustentável não deve ser vista apenas como uma forma de produzir alimentos com um impacto ambiental mínimo, mas as dimensões sociais e económicas são fulcrais para que uma agricultura adaptada às condições locais (em alteração contínua, e portanto exigindo mudanças) possa ser mantida a médio/longo prazo. A agricultura industrializada mede o seu sucesso apenas em termos de aumento da produtividade e da rentabilidade. A agricultura sustentável pretende produzir alimentos saudáveis, por pessoas saudáveis, num ambiente saudável.
Por isso considera o desenvolvimento simultâneo de cinco tipos de capitais:
Capital natural – corresponde a todos os seres vivos e não-vivos e processos naturais, que podem ser valorizados na agricultura sustentável;
Capital social – corresponde às normas, valores e regras que permitem a coesão social; a cooperação efectiva. Na agricultura sustentável a interacção entre produtores e e outros agentes geralmente é melhorada, visando a justiça social;
Capital humano – corresponde às capacidades físicas e intelectuais de cada indíviduo. Como a agricultura sustentável exige aprendizagem e adaptação o capital humano é aumentado;
Capital físico – corresponde a todas as infraestruturas, que permitem melhorar a actividade agrícola;
Capital financeiro – corresponde aos valores monetários. Uma agricultura sustentável tem que ser economicamente viável.
A ciência que investiga agroecossistemas sustentáveis chama-se agroecologia.