ภาควิชาพืชไร่นาเป็นหนึ่งในภาควิชาเริ่มแรกของคณะเกษตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ที่ได้ก่อตั้งมาเกือบ 75 ปี ภาควิชาพืชไร่นาเปิดสอนหลักสูตรด้านพืชไร่ตั้งแต่ระดับปริญญาตรีจนถึงระดับปริญญาเอก ที่เน้นหลักการและองค์ความรู้ขั้นสูงและการวิจัยในพืชเศรษฐกิจ เช่น ข้าว ข้าวโพด มันสำปะหลัง ปาล์มน้ำมัน อ้อย ยางพารา พืชพลังงาน และพืชวงศ์ถั่ว งานวิจัยและหลักสูตรที่เปิดสอนมีเทคโนโลยีและองค์ความรู้ที่ทันสมัย ในการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตผ่านการศึกษาและทดลองในด้านการปรับปรุงพันธุ์พืช สรีรวิทยาและการผลิตพืช วิทยาการวัชพืช วิทยาการเมล็ดพันธุ์และเทคโนโลยีหลังการเก็บเกี่ยว รวมถึงอุตุนิยมวิทยาเพื่อการเกษตร ให้สอดคล้องกับอุปสงค์ด้านอาหารและพลังงาน

สำหรับโครงการปรับปรุงพันธุ์พืช ภาควิชาพืชไร่นาได้มีการดำเนินการอย่างต่อเนื่องในการปรับปรุงพันธุ์และออกพันธุ์ใหม่ของพืชเศรษฐกิจสำคัญในหลายทศวรรษที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น ข้าวโพดเลี้ยงสัตว์พันธุ์สุวรรณ 1 ซึ่งเป็นพันธุ์ที่นักปรับปรุงพันธุ์ข้าวโพดลูกผสมของไทยใช้เป็นฐานพันธุกรรมในการผลิตพันธุ์ลูกผสม ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งเสริมอุตสาหกรรมอาหารสัตว์และอุตสาหกรรมเมล็ดพันธุ์ของประเทศ และข้าวโพดพันธุ์สุวรรณ 1 สามารถปรับตัวได้ดีเมื่อนำไปปลูกในสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันในกว่า 20 ประเทศทั่วโลก ปัจจุบันข้าวโพดพันธุ์ สุวรรณ 1 มีมูลค่าของตั้งแต่อดีตจนถึง พ.ศ. 2557 ประมาณ 10,415 ล้านบาท นอกจากนี้ มันสำปะหลังพันธุ์เกษตรศาสตร์ 50 เป็นพันธุ์ที่นิยมปลูกมากที่สุดในประเทศและภูมิภาคเอเชียอาคเนย์ตลอดระยะเวลา 20 ปีที่ผ่านมา โดยมีมูลค่าตั้งแต่อดีตจนถึง พ.ศ. 2557 ประมาณ 48,891 ล้านบาท และนักวิจัยของโครงการได้รับรางวัลระดับโลกมากมาย เช่น รางวัล Golden Cassava Award 2016 from Global Cassava Partnership for the 21st Century จากองค์กรส่งเสริมอุตสาหกรรมมันสำปะหลังระดับนานาชาติ นอกจากนี้ยังมีมันสำปะหลังพันธุ์ห้วยบง 60 และห้วยบง 80 โดยพื้นที่ปลูกของทั้งสามพันธุ์คิดเป็นร้อยละ 50 ของพื้นที่ปลูกมันสำปะหลังทั่วประเทศ ที่ผ่านมาการผลิตและส่งออกเมล็ดถั่วเขียว ประเทศไทยส่งออกเป็นอันดับหนึ่งของโลก ซึ่งพันธุ์ที่ได้รับความนิยมจากเกษตรกรไทยสูงสุด ได้แก่ ถั่วเขียวพันธุ์กำแพงแสน 1 และ 2 ปัจจุบันพันธุ์กำแพงแสน 2 ได้ปลูกมากกว่าร้อยละ 40 ของพื้นที่ปลูกถั่วเขียวของประเทศไทย นอกจากนี้ภาควิชาพืชไร่นาเป็นหน่วยงานเดียวของประเทศที่มีความร่วมมือกับ International Rice Genome Sequencing Project (IRGSP) และการค้นพบยีนความหอมในข้าวขาวดอกมะลิ 105 ภาควิชาพืชไร่นายังได้วางรากฐานการวิจัยในพันธุ์ข้าวที่มีโภชนาการสูง มีการแนะนำพันธุ์ข้าวแก่เกษตรกรและผู้บริโภคอย่างน้อย 7 พันธุ์ ได้แก่ ข้าวไรซ์เบอร์รี่ ข้าวสินเหล็ก ข้าวหอมชลสิทธิ์ ข้าวปิ่นเกษตร 4 ข้าวหอมมะลิ 4 ข้าวเหนียวธัญสิริน และข้าวหอมมะลิ 80 และยังมีผลงานตีพิมพ์โดดเด่นที่ได้รับการเผยแพร่ในวารสารระดับโลก

อีกหนึ่งความภูมิใจของภาควิชาฯ คือบัณฑิตที่จบการศึกษาสามารถเป็นผู้นำด้านบริหารและการศึกษาในทั้งภาครัฐและเอกชน ตั้งแต่ตำแหน่งองคมนตรี อธิบดีกรม ผู้อำนวยการศูนย์/สถาบัน และผู้บริหารระดับสูงของบริษัทด้านการเกษตรชั้นนำในประเทศและภูมิภาคเอเชีย บัณฑิตส่วนใหญ่จากภาควิชาพืชไร่นา มีบทบาทสำคัญในการขับเคลื่อนและพัฒนาภาคการเกษตรของประเทศและภูมิภาคเอเชียอาคเนย์