Bioloģiskās lauksaimniecības metodes ietver dabas resursu un barības vielu izmantošanu kultūru stādīšanai ķīmisko pesticīdu vai citu neorganisko metožu vietā. Agroekoloģijas joma bieži ietver tēmas, kas saistītas ar šo dabisko lauksaimniecības procesu. Papildus bioloģiskajai dārzkopībai agroekoloģijas studenti bieži pēta bioloģisko lauksaimniecību, izmantojot citas metodes, tostarp augseku, bioloģisko kaitēkļu kontroli un pavadošo stādīšanu.
Bioloģiskās lauksaimniecības metodes veicina ilgtspējību un bioloģisko daudzveidību, izvairoties no sintētiskā mēslojuma, pesticīdiem un herbicīdiem. Tā vietā bioloģiskie lauksaimnieki izmanto dabisko mēslojumu vai kompostu, kas izgatavots no kūtsmēsliem, dārzeņu atliekām vai bojātām augu vielām. Bioloģiskā dārzkopība ir viens piemērs, kas piedāvā mazāka mēroga metodi augu, ziedu, augļu un dārzeņu stādīšanai bez sintētikas.
Lai attīstītu ilgtspējīgas bioloģiskās lauksaimniecības metodes, lauksaimnieki un dārznieki pievēršas zinātniskajai disciplīnai, kas pazīstama kā agroekoloģija. Šī ar lauksaimniecību saistītā joma koncentrējas uz veidiem, kā izstrādāt un uzturēt produktīvu, taču videi nekaitīgu dabisko lauksaimniecības sistēmu. Daži no kritērijiem, ko izmanto agroekoloģijas metožu novērtēšanā un pielietošanā, parasti ietver ekoloģisko un ekonomisko stabilitāti, palielinātu augu vai pārtikas ražošanu, pārtikas drošību un resursu saglabāšanu.
Augseka ir viena no daudzajām bioloģiskās lauksaimniecības metodēm, kas uztur augsni auglīgu, novērš slimības un kukaiņus. Izmantojot šo paņēmienu, lauksaimnieki un dārznieki vismaz reizi divos gados rotē savus augus un kultūras dažādās dārza daļās, lai mulsinātu plēsējus. Augseka nozīmē arī noteiktas kultūraugu grupas ar līdzīgiem augšanas paradumiem pārvietošanu uz vietu, kas piederēja iepriekšējai augu ģimenei. Piemēram, lauksaimnieks vienā dārza daļā var iestādīt zaļumu grupu, kam seko tomātu un kartupeļu grupa. Nākamajā gadā zemnieks pārstāda tomātu un kartupeļu ģimeni jaunā augsnes daļā, savukārt zaļumu saimi pārvieto uz vietu, kur kādreiz atradās tomāti un kartupeļi.
Bioloģiskā kaitēkļu kontrole ir saistīta ar konkrētu kukaiņu izmantošanu, lai pasargātu citus kukaiņus no augiem. Viens no veidiem, kā piemērot bioloģisko kaitēkļu apkarošanu kā bioloģiskās lauksaimniecības metodi, ir laboratorijā audzēt parazītu vai kukaiņu grupu un pēc tam tos izlaist laukā, lai aizsargātu augus. Šo “dabisko ienaidnieku” piemēri ir vaboles, mežģīnes un nematodes, kas uzbrūk kukaiņiem.
Citas bioloģiskās lauksaimniecības metodes ietver kompanjonu stādīšanu. Šī labi zināmā dabiskās lauksaimniecības tehnika ir vērsta uz ideju, ka augi var gūt labumu viens no otra, ja tie tiek novietoti tiešā tuvumā. Daži saderīgu augu piemēri ir šādi: kukurūza, kliņģerīte un ķirbji; salāti, redīsi un burkāni; un zemenes, spināti un fava pupiņas. Uzlabota augsne, augstāka augu vai kultūraugu raža un dabiska kaitēkļu kontrole ir viena no priekšrocībām, ko sniedz pavadošā stādīšana.