“种”是生物分类的基本单位。“种”一般是指具有一定的自然分布区和一定的形态特征和生理特性的生物类群。18世纪植物分类学家林奈提出，同一物种的个体之间性状相似，彼此之间可以进行杂交并产生能生育的后代，而不同物种之间则不能进行杂交，或即使杂交了也不能产生能生育的后代。这是经典植物学分类最重要的原则之一。但是，在后来针对不同的研究对象时，这个原则并没有始终得到遵守，因为有时不是很适宜，例如，栽培大豆（Glycine max） 和野生大豆（Glycine soja）就能够相互杂交并产生可育的后代；亚洲栽培稻（Oryza sativa）和普通野生稻（Glycin rufipogon）的关系也是这样。但是，它们一个是野生的，一个是栽培的，一定要把它们划为一个种是不很适宜的。因此，尽管作物的植物学分类非常重要，但是具体到属和种的划分又常常出现争论。回顾各种作物及其野生近缘种的分类历史，可以发现多种作物都面临过分类争议和摇摆不定的情形。例如，各种小麦曾被分类成2个种、3个种、5个种，甚至24个种；有些人把山羊草当作单独的一个属（Aegilops），另外一些人又把它划到小麦属（Triticum），因为普通小麦三个基因组之中两个来自山羊草。正因这种例子不胜枚举，故科学家们往往根据自己的经验进行独立的、非正式的人为分类，结果甚至造成了同一作物也存在不同分类系统的局面。因此，当前的植物学分类应遵循“约定俗成”和“国际通用”两个原则，在研究中可以根据科学的发展进行适当修正，尽量贯彻以上提到的“林奈原则”。
作物具有很丰富的物种多样性，因为这些作物来自多个植物科，但大多数作物来自豆科（Leguminoseae）和禾本科（Gramineae）。如果只考虑到食用作物，禾本科有30种左右的作物，豆科有40余种作物。另外，茄科（Solanaceae）有近20种作物，十字花科（Cruciferae） 有15种左右作物，葫芦科（Cucurbitaceae）有15种左右作物，蔷薇科（Rosaceae）有10余种作物，百合科（Liliaceae）有10余种作物，伞形科（Umbelliferae）有10种左右作物，天南星科（Araceae）有近10种作物。