农业低碳发展学科以碳元素在农业生态系统中的循环转化理论为基础，重点突破碳捕获、碳封存、碳减量、碳中和等关键方向的理论、技术、工程及管理。主要研究方向包括农业生产减排、农业系统固碳、碳核算与碳管理。

农业生产减排

基于作物生产“水肥供需匹配、增产减排协同”原理，研究稻田CH₄减排和旱地N₂O减排技术、绿色投入品创制及高效应用技术、秸秆及副产品循环利用工程和技术和绿色增产减排的土壤-作物系统综合管理技术，实现农田减排三步走战略。基于动物生产“种养一体、低碳循环”原理，研究饲喂及畜舍管理减排技术、粪污储存及处理减排工程和技术，构建种养加循环的农业系统绿色低碳工程模式。

农业系统固碳

以“多源碳高效固碳培肥”原理为基础，研究土壤碳的循环转化过程及调控、根系分泌物和土壤微生物对土壤固碳的影响、耕层扩库固碳工程技术、固碳保肥的新型炭基材料，构建农田固碳与土壤培肥协同提升的综合技术模式。

碳核算与碳管理

融合碳资产管理、碳交易和碳金融等原理，研究自动传感监测技术及设备、碳核算及管理体系、农业碳金融、碳标签。