Селекція - наука про методи створення нових та вдосконалення вже існуючих сортів рослин, порід тварин та штамів мікроорганізмів з цінними ознаками та властивостями. Для проведення селекції людина створює штучні популяції організмів, що мають спільні корисні ознаки. Тому такі популяції у рослин називаються сортами, у тварин - породами. Клон клітини мікроорганізмів, що володіє певними властивостями, називається штамом. В основі селекції лежать спадкова мінливість організмів та штучний добір.

Штучний добір - історично перший метод селекції. Він полягає у відборі особин, що володіють потрібними людині властивостями і подальшому розмноженні цих особин. З покоління в покоління корисні властивості проявляються яскравіше і вдосконалюються. Існує декілька форм штучного добору. На початку розвитку людства селекція відбувалася в основному у формі несвідомого добору. Сучасна селекція оперує методичним добором - селекцією організмів з метою отримання заздалегідь запланованого результату.

Штучний добір також поділяють за способом відбору носіїв ознак. При негативному доборі усуваються особини з небажаними ознаками, при позитивному - виділяються особини з бажаними. Модальний добір спрямований на підтримання на сталому рівні корисних характеристик породи або сорту.

Масовий добір - процес відбирання цілих груп організмів з потрібними властивостями. Основним недоліком цього методу є неможливість виключення впливу модифікаційної мінливості на формування ознак фенотипу. Окрім цього, подібні фенотипово особини можуть суттєво різнитися між собою за генотипом. Це дозволяє швидко вивести породу або сорт за рахунок високої кількості гетерозигот у потомстві від ряду перших схрещувань. Генетична різноманітність особин при масовому доборі залишається доволі високою.

При індивідуальному доборі здійснюється відбір не цілих груп, а конкретних особин з потрібною ознакою. Це дозволяє виключити вплив модифікаційної мінливості. Аналізуючи потомство кожної особини окремо, можна з більшою точністю визначити, є певна ознака результатом реалізації генотипу чи на її формування вплинули умови, не повязані із спадковістю. Індивідуальний добір застосовують для отримання чистих ліній організмів.

Гібридизація - метод селекції, що полягає в отриманні організмів з потрібними властивостями шляхом постановки системи схрещувань. Як правило, утворювати гібриди здатні особини, що належать до одного виду, тому їх гібридизація називається внутрішньовидовою. Особини, що беруть участь у схрещуванні, можуть знаходитися на різних ступенях спорідненості одне до одного.

Особливістю статевого розмноження більшості цінних для людини тварин є те, що плодючість самців суттєво вища, ніж самок. Тому селекція перш за все проводиться в напрямку виявлення перспективних з точки зору розвитку породи самців (плідників). Як правило, у тварин цінні характеристики породи повязані з особливостями зовнішнього вигляду, однак деякі ознаки можуть бути присутніми лише в однієї статі та відсутніми в іншої (наприклад, молочність у корів). Тому часто властивості плідників виявляють за властивостями їх нащадків протилежної статі.

Інбридинг - близькоспоріднене схрещування, що використовується для виведення чистих ліній особин. Така гібридизація призводить до гомозиготизації популяції, в результаті чого проявляються несприятливі рецесивні ознаки. Виникає інбредна депресія - зниження життєздатності та продуктивності у особин в результаті тривалого інбридингу. Наприклад, у собак породи мопс інбридинг призводить до серйозних проблем з диханням внаслідок неправильної будови верхніх дихальних шляхів.

Аутбридинг - неспоріднене схрещування, що проводиться між особинами з різних ліній. Аутбридинг дозволяє комбінувати цінні ознаки різних порід або сортів. Оскільки за цього виду схрещування шкідливі алелі переходять у гетерозиготний стан, у гібридів першого покоління спостерігається значне підвищення життєздатності. Таке явище називається гібридною силою, або гетерозисом.

Як правило, у природі міжвидове схрещування неможливе. Однак існує ряд винятків і такі гібриди також можуть володіти цінними для людини характеристиками. Міжвидові гібриди, як правило, безплідні, хоча в окремих випадках є можливість подолати це явище, застосовуючи спеціальні методи. Наприклад, мул - міжвидовий гібрид осла і кобили, зеброїд – гібрид, для виведення якого використовують самців зебри і самок інших кінських.

Рослини є зручними обєктами селекції за рахунок ряду властивостей – короткого життєвого циклу, високої плодючості, здатності до вегетативного розмноження та самозапилення. Людина здавна покращувала характеристики диких рослин вигідним для себе чином. Культурні рослини запозичувалися і поширювалися від одного місця мешкання людей до іншого, все більше віддаляючись від своїх диких попередників. Однак заселення території планети такими попередниками було неоднаковим.

У селекції рослин застосовують усі види та форми штучного добору та гібридизації, а також індукований мутагенез. Відомі як ауто-, так і алополіплоїдні організми, у яких цінні для людини характеристики виявляються у суттєво більшій мірі, ніж у звичайних організмів.

Важливу роль відіграє також створення поліплоїдних форм. У рослин поліплоїдія впливає перш за все на смакові якості та масу плодів, оскільки збільшення кількості генів, що кодують певні продукти, веде до збільшення кількості цих продуктів. Більшість культурних сортів рослин є поліпоїдами, тому людина харчується переважно продуктами поліплоїдії. Серед них є й безплідні поліплоїди, для яких характерна відсутність насіння.

Аутополіплоїди, як правило, отримують шляхом обробки клітинного матеріалу колхіцином або подібними йому за дією речовинами. Ці речовини блокують поділ клітини (мітоз). У результаті хромосомний набір подвоюється, а сама клітина не ділиться, отримуючи таким чином удвічі більшу кількість хромосом. Аутополіплоїди отримують переважно шляхом гібридизації особин близькоспоріднених видів.

Ще одним важливим напрямом селекції рослин є застосування щеплень. Підщепа та прищепа взаємодіють на рівні фенотипу, даючи корисні комбінації ознак. Оскільки ці комбінації не закріплені у генотипі, вони можуть швидко втрачатися. Тому важливо регулярно повторювати щеплення.

Мікроорганізми, незважаючи на порівняно коротку історію їх вивчення, здавна використовувалися людиною для своїх потреб. Переважно це були еукаріотичні мікроорганізми - дріжджі (пекарські, винні, пивні) та різні види цвільових грибів, що використовуються у сироварінні. Через обмеженість знань про ці організми неможливо було провести їх селекцію, вона могла відбуватися лише в незначній мірі та несвідомо.

Селекція мікроорганізмів повинна враховувати такі їх особливості, як відсутність статевого процесу та гаплоїдність, можливість швидкого розмноження та здатність до індукованого мутагенезу. Сучасні методи дослідження дозволяють виявити корисні характеристики мікроорганізмів. Переважно ці мікроорганізми використовуються людиною як продуценти цінних хімічних речовин – антибіотиків, вітамінів, органічних кислот.