Nông nghiệp nước ta từ những thời kỳ xa xưa cũng đã có các HTCTr khá phong phú. Theo Bùi Huy Đáp và Nguyễn Điền (1996), cùng với lúa nước là loại cây lương thực chủ yếu, ngay từ thời kỳ Hùng Vương dựng nước, HTCTr đã bao gồm nhiều loại cây có củ (các loại khoai nước, khoai sọ, khoai môn, củ cải...); một số cây ăn quả (chuối, cam, quýt, vải, nhãn...), một số loại rau đậu (cà, rau cải...), một số cây có sợi (đay, gai, dâu tằm...), đã ngày càng được phong phú thêm trong quá trình phát triển của sản xuất và của xã hội. Đặc biệt ở vùng Phong Châu - Phú Thọ, cố đô Văn Lang xưa, có nhiều chứng tích của nền văn minh nông nghiệp sông Hồng thuở sơ khai mà chủ đạo là cây lúa nước, hiện còn 1 số giống lúa, đậu, lạc, cây ăn quả quý đã được sử dụng từ lâu.
Tuy nhiên, những nghiên cứu tại Việt Nam về hệ thống cây trồng mới nói riêng hay hệ thống canh tác nói chung đã được các nhà khoa học Nông nghiệp Việt Nam bắt đầu nghiên cứu ngay từ đầu những năm 1960.
Năm 1960, Đào Thế Tuấn đã cùng các nhà nghiên cứu khoa học của Viện khoa học kỹ thuật Nông nghiệp Việt Nam nghiên cứu cây lúa vụ xuân với các giống ngắn ngày có tiềm năng năng suất cao và tập đoàn cây vụ đông vào chân đất hai vụ lúa, đưa cây màu vụ xuân vào chân đất vụ mùa, đã tạo nên bước chuyển biến rõ nét về sản xuất lương thực thực phẩm ở vùng đồng bằng sông Hồng.
Các nhà khoa học miền Bắc đã dày công nghiên cứu đưa vụ lúa xuân thành vụ sản xuất chính. Hệ thống canh tác lúa xuân đã xuất hiện ở miền Bắc Việt Nam từ năm 1965 như ở xã Phú Thạch, huyện Ứng Hoà. Năm 1971 diện tích lúa xuân đã vượt diện tích lúa chiêm, có nơi diện tích lúa xuân chiếm 60 - 65% diện tích lúa chiêm. Năm 1970 nhờ chuyển vụ mạnh năng suất lúa chiêm xuân toàn miền Bắc được nâng lên 19,73 tạ/ha so với năng suất lúa chiêm năm 1960 - 1969 là 13,6 đến 18,94 tạ/ha. Năm 1985 năng suất lúa chung của miền Bắc được nâng lên 31,9 tạ/ha. Điển hình là tỉnh Thái Bình, bình quân năng suất 48 tạ/ha, Đan Phượng 55 tạ/ha. Có những hợp tác xã đạt năng suất cao như: Hợp tác xã Vũ Thắng 70 tạ/ha, Trực Đông - Hải Hậu đạt 72 tạ/ha (Dẫn theo Nguyễn Xuân Mai, 1998).
Cùng thời gian nghiên cứu vụ xuân các nhà khoa học nông nghiệp miền Bắc đã tiến hành nghiên cứu vụ đông cho các vùng sinh thái với mô hình canh tác 3 vụ/năm: 2 vụ lúa - 1 vụ đông hoặc lúa - màu - vụ đông. Cơ cấu cây trồng vụ đông ở miền Bắc hoàn toàn thích hợp với các cây trồng có nguồn gốc ôn đới như bắp cải, su hào, khoai tây, hành tây, xà lách, các loại cây rau họ thập tự... và một số cây trồng như lạc, khoai lang, cà chua, thuốc lá, ngô.... Nước ta có tập đoàn giống cây trồng khá phong phú, từ các cây trồng có nguồn gốc nhiệt đới đến các cây trồng có nguồn gốc á nhiệt đới và ôn đới. Từ tập đoàn giống cây trồng ngắn ngày đến trung ngày và dài ngày, đó là cơ sở để đa dạng hoá cây trồng, đa dạng hoá sản phẩm nông sản, góp phần tăng thu nhập cho nông dân (Bùi Huy Đáp, 1998).
Nguyễn Duy Tính (1995) cho rằng, hầu hết các diện tích canh tác có nước tưới được sử dụng để trồng lúa, màu, cây công nghiệp ngắn ngày. Được sử dụng theo công thức luân canh phổ biến sau.
- Một vụ lúa/năm (một vụ lúa mùa bỏ hoá một vụ chiêm); - Hai vụ lúa/năm (lúa chiêm - lúa mùa);
- Ba vụ /năm (hai vụ lúa - 1 vụ màu (lúa chiêm - lúa mùa - vụ đông).
Gần đây xuất hiện một số công thức luân canh 4 vụ/năm: Lúa xuân - lúa hè thu - lúa mùa - vụ đông và công thức lúa - cá - cây ăn quả… Tuy nhiên, hai công thức này chiếm tỷ lệ diện tích chưa nhiều.
Các tiến bộ kỹ thuật mới gần đây được nhiều tác giả nghiên cứu trên nhiều vùng sinh thái khác nhau.
- Nguyễn Thị Lan và cs. (2016) nghiên cứu phát triển dòng lúa (Oryza
sativa L.) chống chịu ngập thông qua khai thác nguồn gen Sub1 để chuyển vào giống lúa địa phương và dòng cải tiến. Kết quả cho thấy: từ sự phân ly khác nhau và biến thiên di truyền cho thấy tính trạng chống chịu ngập có nền tảng di truyền phức tạp. Tất cả các dòng lúa được đánh giá trong 2 điều kiện có ngập và không ngập. Hệ số tương quan giữa mật độ sống sót (%) và số chồi lúa tính trên 10 khóm lúa tương quan thuận rất có ý nghĩa r = 0,8880**.
- Phạm Tiến Dũng và cs. (2001) khi nghiên cứu tại Hòa Bình cho thấy, để góp phần xây dựng nền nông nghiệp bền vững cần tăng cường các loại cây trồng có khả năng cải tạo đất như: đậu tương, lạc bằng cách tăng vụ, trồng xen.
- Nguyễn Văn Khoa và Phạm Văn Cường (2015), nghiên cứu hiệu quả sử dụng đạm của cây lúa cạn vùng Tây Bắc thấy rằng: Khi tăng lượng phân đạm bón làm tăng hàm lượng nitơ trong thân lá nhưng không làm tăng đáng kể hàm lượng nitơ trong hạt. Mặc dù vậy lượng đạm hấp thu trong thân lá, trong hạt và tổng lượng đạm hấp thu tăng khi tăng lượng phân đạm bón. Hiệu suất sử dụng nitơ tạo năng suất (NUE), hiệu suất nông học (AE), hiệu suất sinh lý (PE) và hiệu quả sử dụng đạm (UE) ở cả hai giống đều giảm khi tăng mức bón đạm. Hiệu quả sử dụng đạm (UE) cao nhất của cả hai giống đều ở mức đạm N1, lần lượt đạt 111,4 mg/mg N đối với giống Nếp nương tròn và 100,2 mg/mg N với giống đối chứng.
Bên cạnh những nghiên cứu trên còn rất nhiều công trình nghiên cứu có giá trị lý luận và thực tiễn cao, là cơ sở cho việc hoàn thiện, phát triển hệ thông nông nghiệp Việt Nam hiệu quả, bền vững.
Đối với nước ta, trong hệ thống nông nghiệp thì cây lúa vẫn là cây trồng chính chiếm diện tích lớn nhất, là một trong những cây trồng quan trọng hàng đầu. Với khoảng 70% dân số Việt Nam tham gia trồng lúa gạo. Hầu hết nông dân vẫn coi công việc trồng lúa đem lại nguồn thu nhập chính. Trên thị trường Quốc tế thì Việt Nam luôn là nước xếp hạng nhất nhì về xuất khẩu gạo và đây cũng là lợi thế lớn của nước ta, đem lại nguồn doanh thu đáng kể cho nền kinh tế quốc dân. Vì vậy, trong nhiều nghiên cứu về cải tiến hệ thống trồng trọt, hệ thống cây trồng, thay đổi công thức luân canh, cơ cấu cây trồng, thì những nghiên cứu tập trung vào việc cải tiến nâng cao năng suất, chất lượng lúa gạo vẫn được đặc biệt quan tâm.