几千年来我国农民在小块土地上的劳动密集型投入积累了丰富的生产管理经验，从而形成的“传统精耕细作”这种模式虽然也可达到很好的经济产量，但缺乏现代科学方法的定量研究和现代工程手段的支持，无法形成大规模的生产力。多年的试验实践表明，田区内以米为尺度计量的平均产量的最大差异可以达到70％～100％。由于作物生产还受到气候变异的影响，经连续多年对同一田区积累的数据表明，同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性，显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展，为定量获取这种空间差异性信息，实施以知识和现代科技为基础的分布式调控，达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量已成为可能。其实施过程可描述为：带定位系统的联合收获机自动生成作物产量分布图（典型空间分辨率为15m2）→田间地形、地貌、土壤参数空间分布数据图及支持作物管理的数据资源→作物生长发育模拟模型，投入、产出模拟模型，作物管理专家知识库等形成作物管理辅助决策支持系统，并在决策者的参与下生成作物管理处方图→根据处方图指导按小区实施目标投入和精准农业管理。
实施精准农业技术的主要目标是提高耕地资源的产量潜力，实施合理投入、科学管理，谋求作物生产的最好经济收益。其中，尤以减少化肥和农药的投入引起特别的重视，以大片土地平均施用化肥和农药的传统做法，与农田内土壤养分和病虫草害时空变化的明显差异性相矛盾，既不能保证作物生产潜力的充分发挥，又导致过量施用造成的生产成本增长和污染农田土、水环境，并带来农产品品质和价值下降的严重后果。90年代中期，欧盟大多数国家都实施了限制使用化肥和农药的立法，规定到2000年要减少农业化学品施用量50％，并开始征收高额农业化学品使用税。这些举措更刺激了寻求新的科学调控农业投入，降低提高作物生产成本的迫切需求。