Kad kaitēkļi kļūst ģenētiski pielāgoti pesticīdiem un tos vairs neietekmē to lietošana, stāvokli sauc par pesticīdu rezistenci. Pētījumi liecina, ka vairāk nekā 500 kaitēkļu sugām ir izveidojusies izturība pret pesticīdiem. Situāciju bieži izraisa vienas un tās pašas pesticīdu klases atkārtota lietošana ievērojamā laika posmā; kaitēkļi pakāpeniski veido toleranci, kas iekļūst to ģenētiskajās struktūrās.
Ģenētiskais sastāvs ir pesticīdu rezistences atslēga. Kad pesticīds tiek izsmidzināts uz zemes, ir tikai dabiski, ka daži kaitēkļi tiks nogalināti un daži izdzīvos. Pēc tam izdzīvojušie vairojas — un kaitēkļi mēdz vairoties ārkārtīgi lielā ātrumā —, kā rezultātā rodas pēcnācēji, kuriem ir tāds pats ģenētiskais sastāvs kā viņu priekštečiem. Ar katru nākamo pēcnācēju paaudzi šis ģenētiskais sastāvs tikai uzlabosies, galu galā novedot pie tā, ka visas sugas attīstīs kaitēkļu pielāgošanās spējas.
Pesticīdu rezistences problēma ir ārkārtīgi satraucoša problēma tiem, kas strādā kaitēkļu apkarošanas jomā. Dabiska reakcija ir izmantot lielāku pesticīdu daudzumu, cerot iznīcināt ieilgušos kaitēkļus. Tomēr ir pierādīts, ka tas ir ļoti neefektīvs ceļš, jo tās pašas klases papildu pesticīdi tikai palīdz kaitēkļiem attīstīt arvien spēcīgāku rezistenci.
Pesticīdu ražotāji definē pesticīdu rezistenci nedaudz atšķirīgā, bet svarīgā veidā. Nozare to nesauc par izturību pret pesticīdiem; viņi to ir nosaukuši par lauka pretestību. Lauka rezistencē kaitēkļu spēja pielāgoties pesticīdam ir saistīta tikai ar izmantotā pesticīda neveiksmi. Nozare būtībā saka, ka, ja būtu izmantots labāks produkts, kaitēkļi nebūtu attīstījuši rezistenci.
Ir vairākas sugas, kas kļuvušas izturīgas pret dažāda veida pesticīdiem. Dažas augļu mušas Amerikas Savienotajās Valstīs ir attīstījušas izturību pret pesticīdu malationu. Apvienotajā Karalistē daži žurku veidi ir pielāgojušies žurku indei un var uzņemt arvien lielākus daudzumus bez ietekmes. Kolorādo kartupeļu vabole ir izveidojusi ārkārtīgi augstu toleranci pret noteiktiem pesticīdiem: pētījumi liecina, ka izturīgie kukaiņi ir izturīgi pret vairāk nekā 50 veidiem.
Lai cīnītos pret pesticīdu izturību, eksperti iesaka izmantot citu pesticīdu klasi. Tomēr ir parādījušies pētījumi, kas norāda, ka tas var būt sarežģīti, jo rotācijas kārtībā lietotos pesticīdus kļūst arvien grūtāk iegūt. Tomēr īstermiņā jauna pesticīdu klase, iespējams, var nedaudz uzlabot kaitēkļu apkarošanu.