As técnicas de cultivo neolíticas variavam dependendo da área, mas frequentemente envolviam pequenos campos de culturas mistas. Os primeiros agricultores desenvolveram arados para trabalhar o solo e sistemas de irrigação para regar as plantas.
A agricultura desenvolveu-se espontaneamente em todo o mundo durante o período Neolítico. Os primeiros agricultores do Oriente Médio freqüentemente se concentraram em grãos de cereais, que eram fáceis de armazenar e tinham bom valor nutricional. Na América do Norte, algumas pessoas cultivaram girassóis, enquanto nos Andes começaram a cultivar batatas e os centro-americanos cultivaram abóbora.
Em áreas mais úmidas, alguns primeiros agricultores aprenderam a construir canteiros elevados ao redor de lagos e pântanos. Os agricultores neolíticos da China desenvolveram alguns dos primeiros arrozais. Em áreas de floresta, há evidências de técnicas de agricultura de corte e queima. Figueiras também foram cultivadas pelos primeiros humanos, como evidenciado pelas descobertas arqueológicas de figos sem sementes no Vale do Jordão. Os arqueólogos acreditam que o desenvolvimento da agricultura foi um processo gradual, com o cultivo de curto prazo ou sazonal se transformando em assentamentos mais permanentes baseados na agricultura.
Os agricultores neolíticos também desenvolveram técnicas de criação de animais. Enquanto as sociedades de caçadores-coletores seguiam os rebanhos de animais selvagens, os fazendeiros começaram a capturá-los e criá-los. Isso levou à domesticação de gado, porcos, ovelhas e cabras, e permitiu que as pessoas comessem carne enquanto viviam em vilas e cidades. Isso, por sua vez, levou ao desenvolvimento da agricultura em maior escala e à prática de armazenamento de produtos.
