依據不同物種的生活習性和空間的多層次性，實行多種生物結構有機結合的農業生產形式。又稱“多層次農業”、“三維空間農業”。在地勢起伏明顯、高低相差懸殊的山區，自然條件垂直地帶性的分異現象造成農業生產的立體分佈。這種山地立體農業是大範圍的宏觀立體農業概念。但立體農業還有更廣泛的含義，即三維空間農業，是指在局部地區自然條件基本一致的情況下所實行的立體種植和立體養殖及其相互結合。其範圍可以小至一片蕉基（蕉田）、蔗基（蔗地）、果基(果園)、魚塘，或者是一塊作物間作套種種的耕地。（見彩圖）
烏克蘭小麥區（蘇聯）
珠江平原蕉基魚塘（中國）
發展簡史 立體農業最早產生於農作物的間作套種。這種簡單的立體種植是一種狹義的立體農業，在中國已有2000多年的歷史。長期生產實踐中形成的珠江三角洲的基塘農業，利用江河低窪地挖塘培基，水塘養魚，基面栽桑、植蔗、種植瓜果蔬菜或飼草，形成“桑基魚塘”、“蔗基魚塘”或“果基魚塘”等種植和養殖結合的生態農業系統，是一種比較理想的立體農業。但對立體農業的研究僅10多年歷史，其理論還處於探索階段。在其他國傢，如坦桑尼亞、斯裡蘭卡等也常見立體種植，美國、印度、印度尼西亞等正在興起與中國立體農業相類似的混合種植、多層利用和農林牧漁結合的種植、養殖業。
類型和模式 按照農業生物的組合方式，立體農業可歸納為3種類型：①空間多層利用型，在特定的生態環境中，根據需要和可能，充分利用不同物種生長過程中的空間差和時間差，合理增加物種層次，實行多物種結構搭配，使之互為補充；②食物鏈循環利用型，根據生物間營養供求關系，選擇適當物種結構，使之組成食物鏈，從而促進生物間物質和能量的流動，使農業生物間得以循環利用；③復合立體利用型，上兩種類型的組合，既有垂直空間的多層利用，生物間又構成食物鏈，互補互惠。
在3種類型的基礎上，立體農業又有許多不同的模式。如稻田有稻-魚、稻-萍-魚和稻-豆-萍-魚等立體生產模式；蔗田有甘蔗-蘑菇、甘蔗-蘑菇-魚、甘蔗-菜-蘑菇-魚等立體模式；旱地有甘薯-大豆、玉米-小麥-蔬菜等糧油、糧菜立體生產模式；果園有荔枝-桃-大豆(或花生)、香蕉-魚-菜-禽等立體生產模式；水體有鰱魚-鯉魚－鯽魚-鰻魚立體放養、中國廣東四大傢魚(鳙、倲、鯿、鯪)立體放養；林地有橡膠-茶葉、桉-茶-葛藤、糧林間作套種等立體生產模式。還有雞-豬-沼氣-菜、食用菌－豬-蚯蚓-雞等循環生產模式。
意義 立體農業不僅能充分利用空間和時間上的物質和能量，提高光能利用率和土地生產率，有顯著的經濟效益，而且還能促進農業生態環境的良性循環，具有較好的環境效益和社會效益：①為農村發展商品經濟開辟瞭一條新途徑；②產品多樣化，有利於改變人們的食物構成；③既可保證糧食的穩定增長，擴大外貿出口，又增加經濟收入；④可減少能源消耗，有效地消除各種有害物質對農業生產的污染；⑤擴大農村勞動就業門路，促進農村勞動力結構的調整，尤其適於人多地少地區集約型農業的發展。其缺陷是：分散的農戶較難廣泛推廣多層次綜合性立體農業生產；實行立體農業機械化有一定困難；需要的農業投入量較大等。