農藝學系（以下簡稱本系）以培養學生具有改良作物之產量與品質、保障糧食安全及發展永續農業之能力為教學目標。因應全球氣候變遷之威脅，本系積極結合作物生理、作物育種、作物栽培、生物技術及生物資訊之研究，探討農業生態與新興栽培模式，並以耐逆境糧食作物品種選育及改良為發展目標持續努力。具體而言，本系之教學涵蓋（1）作物生產、（2）作物生理與生物技術、（3）遺傳與分子育種、（4）生物統計與生物資訊等四大領域，包含基礎課程（大一與大二）、共同核心課程（大二與大三）、專業核心課程及統整課程（大三與大四）及選修課程等。在本系課程地圖的規劃下，大學部學生在大一、大二的課程均會接觸上述四大領域，爾後在大三、大四時依其性向與志趣朝選修課程不同領域專攻。研究所碩士班及博士班則分成作物科學領域及生物統計與生物資訊領域。
課程規劃擬定四大方向，分別為：
- 生產管理：主要著重於現代化栽培技術，農地管理、保育、種子、種苗技術與智慧農業。
- 生物技術：主要著重於應用生物技術，瞭解作物生長與發育、形態與功能、對環境之適應力、作物產量與品質的構成因素等，做為作物栽培、管理與育種改良的基礎。
- 分子育種：主要著重於作物遺傳特性、探勘種原之重要基因、傳統與分子育種方法。
- 生物統計與生物資訊：主要著重於試驗規劃、資料收集與管理、統計分析、基因體生物資訊、智慧農業等大數據分析。
為與國際農業研究接軌及協助本系學生學習，參考國際農業相關大專院校，本系設立不同的專攻領域，專攻領域的設置可彈性新增領域或重整舊領域成為新領域，相當適合作為因應社會或產業需求調整教學彈性的方式。目前本系設置7個專攻領域，「作物學專攻」、「作物生物技術專攻」、「作物基因體專攻」、「作物育種學專攻」、「應用生物統計專攻」、「統計遺傳學專攻」和「試驗設計學專攻」。
未來的發展方向有：（1）科技、生態保育的農地管理與作物栽培技術，開展「永續農業」、「有機農業」、「智慧農業」新紀元；（２）轉基因工程技術及農業生物科技；（３）以分子生物技術研究作物逆境生理調控機制; （４）作物遺傳多樣性研究；（５）新興分子育種技術與方法；（６）智慧農業之大數據分析；（７）因應WTO的規範，適應自由競爭的環境，加強發掘、發展本土高品質的特殊經濟作物；（８）種子、種苗智慧財產權管理。