Kasvinjalostuksen tavoitteena on parantaa viljeltävien kasvien ominaisuuksia. Viljelijät tarvitsevat lajikkeita, jotka ovat satoisia, laatuominaisuuksiltaan hyviä, taudin- ja tuholaistenkestäviä, viljelyvarmoja ja viljelyssä ympäristöä säästäviä. Tavoitteet määräytyvät viljelijöiden, kaupan, teollisuuden ja kuluttajien tarpeiden perusteella.

Kasvin ominaisuudet määräytyvät sen perimän eli genomin perusteella. Lisäksi kasvuolosuhteet vaikuttavat kasvin lopulliseen ilmiasuun. Kasvinjalostus perustuu ominaisuuksien perinnöllisen eli geneettisen vaihtelun hyväksikäyttöön. Se on prosessi, jossa halutut geenimuodot eli alleelit pyritään saamaan samaan jalostuslinjaan ja lajikkeeksi.

Perinteinen risteytysjalostus hyödyntää populaatiogenetiikan oppeja ja tilastotiedettä. Siinä perinnöllistä vaihtelua haetaan risteytysohjelmien avulla. Tavoitteena on saada yksilöiden parhaat ominaisuudet yhdistymään seuraavassa sukupolvessa. Geenivarat ovat geneettisen vaihtelun lähteitä. Ne voivat olla omia jalostusaineistoja, materiaalinvaihdossa muilta jalostajilta saatuja jalostuslinjoja tai lajikkeita, tai geenipankeissa säilytettyjä aineistoja. Hyödyllisiä geenimuotoja voidaan hakea risteytyksin myös lähisukuisista lajeista esijalostusohjelman avulla. Esimerkiksi tavallinen kaura, Avena sativa, on helppo risteyttää villin sukulaislajinsa Avena steriliksen kanssa.

Vaihtelevasta risteytysjälkeläistöstä parhaat jalostuslinjat seulotaan erilleen kasvinjalostajan tekemien havaintojen ja monipuolisten ominaisuuksien evaluoinnin perusteella. Näihin sisältyvät agronomiset ominaisuudet, kuten kasvuaika, sato, pituus, ja laatuominaisuudet, kuten proteiini- ja öljypitoisuus. Koska seulottavien jalostuslinjojen määrät ovat suuria, apuna käytetään tilastotiedettä. Valintatyötä voidaan tehostaa DNA-tunnistimien avulla, jos halutun ominaisuuden aiheuttavalle alleelille on tehty DNA-merkki, jolla sen olemassaolo genomissa voidaan tunnistaa. Tällöin puhutaan merkkiavusteisesta valinnasta (Marker assisted selection, MAS). Ominaisuuksiin vaikuttavia geenejä ja kromosomialueita etsitään kasvigenomiikan tutkimusmenetelmin. Näin saadaan tietoa ominaisuuden periytymisestä ja löydetään ominaisuuksiin kytkeytyneitä DNA-merkkejä jalostuksen avuksi.

Uuden lajikkeen jalostus on pitkä prosessi; risteytyksestä lajikkeen markkinoille tulo kestää 10–15 vuotta lajista riippuen. Pitkällä tähtäimellä kasvinjalostuksen sadon arvoa nostava vaikutus on arvioitu noin 1 prosentiksi vuodessa.