De groeiende wereldbevolking en de stijgende welvaart zorgen voor een omvangrijke en intensieve landbouw in Nederland. De druk op de ruimte en op het milieu wordt daardoor steeds groter. De milieudruk uit zich onder andere in de emissie van verzurende stoffen, broeikasgassen (zoals methaan) en gewasbeschermingsmiddelen. De sector probeert nu steeds meer natuurlijke in plaats van chemische bestrijdingsmiddelen in te zetten, bijvoorbeeld insecten. Ook wordt in de veehouderij gezocht naar alternatieven voor antibiotica. In de zeeën is sprake van overbevissing met desastreuze gevolgen voor vispopulaties. Door middel van duurzame visserij en selectieve visvangst wordt de milieudruk gereduceerd. Ook wordt teelt in moeilijke gebieden mogelijk gemaakt door technieken uit de veredeling en door genetische aanpassing van gewassen.

De voedings- en genotmiddelenindustrie ziet de omzet uit gezonde voeding sterk toenemen; in 2008 van 5 naar 18 procent. Om meer gezonde voeding te ontwikkelen is er meer onderzoeksinspanning nodig naar de complexe relatie tussen voeding en gezondheid. Onderzoek richt zich onder andere op het verlagen of vervangen van zout, toegevoegde suiker, verzadigde vetzuren, transvetten en op het behouden van vezels. Een andere prominente ontwikkeling is  de zogenaamde eiwittransitie: de verschuiving van traditionele vleesconsumptie naar andere dierlijke eiwitten en plantaardige eiwitten. Ook werkt de sector aan biokunststoffen, zoals biologisch afbreekbare verpakkingen.
Het innovatieprogramma Food & Nutrition Delta (FND) richt zich op voeding en gezondheid. Het programma heeft tot doel om Nederland de leidende en meest innovatieve Food & Nutrition regio van Europa te maken. De ambitie is om het aandeel producten met een hoge toegevoegde waarde te laten stijgen van 15 procent tot 35 procent in 2015. De hoofdelementen van het programma zijn: voeding en gezondheid, sensoriek (bijv. smaakbeleving) en structuur, bio-ingrediënten en functionaliteit, veiligheid en conservering, consumentengedrag en aanpalende technologie. De Maatschappelijke Innovatie Agenda (MIA) Duurzame Agro- en Visserijketens heeft als doel om oplossingen te vinden voor maatschappelijke knelpunten die samenhangen met agro- en visserijketens.