Les techniques agricoles néolithiques variaient selon les régions, mais elles impliquaient souvent de petits champs de cultures mixtes. Les premiers agriculteurs ont développé des charrues pour travailler le sol et des systèmes d'irrigation pour arroser les plantes.
L'agriculture s'est développée spontanément dans le monde entier au cours de la période néolithique. Les premiers agriculteurs du Moyen-Orient se concentraient souvent sur les céréales, qui étaient faciles à stocker et avaient une bonne valeur nutritionnelle. En Amérique du Nord, certaines personnes cultivaient des tournesols, tandis que dans les Andes, elles commençaient à cultiver des pommes de terre et que les Centraméricains cultivaient des courges.
Dans les zones plus humides, certains des premiers agriculteurs ont appris à construire des plates-bandes surélevées autour des lacs et des marais. Les agriculteurs néolithiques en Chine ont développé certaines des premières rizières. Dans les zones forestières, il existe des preuves de techniques d'agriculture sur brûlis. Les figuiers étaient également cultivés par les premiers humains, comme en témoignent les découvertes archéologiques de figues sans pépins dans la vallée du Jourdain. Les archéologues pensent que le développement de l'agriculture a été un processus graduel, la culture à court terme ou saisonnière se développant en établissements plus permanents basés sur l'agriculture.
Les agriculteurs néolithiques ont également développé des techniques d'élevage. Alors que les sociétés de chasseurs-cueilleurs suivaient les troupeaux d'animaux sauvages, les agriculteurs ont commencé à les capturer et à les élever. Cela a conduit à la domestication du bétail, des porcs, des moutons et des chèvres, et cela a permis aux gens de manger de la viande tout en vivant dans les villes. Cela a à son tour conduit au développement de l'agriculture à plus grande échelle et à la pratique du stockage des produits.
