黑龙江是我国农业大省、中国第一产粮大省，为全国13个粮食主产区，是全国最重要的商品粮基地和粮食战略后备基地，素有“中华大粮仓”、"北大仓"、维护国家粮食安全“压舱石”美誉。中国成立以来，全省累计为国家提供商品粮1万多亿斤。自2012年以来，粮食产量稳定在7000万吨以上（折合1400亿斤），连续10余年位居全国第一。
黑龙江地处世界三大黑土带之一，现有耕地2.579亿亩，占全国1/9强，位居全国之首。典型黑土耕地面积占全国典型黑土区耕地面积56.1%，耕地平坦，集中连片，耕层深厚，土质肥沃，土壤有机质平均含量36.2克/千克，适于大机械作业和规模化生产。境内河流众多,水系发达，水质优良，是我国北方地区水资源最富集的省份。气候属中、寒温带大陆性季风气候光、热、水同季，适于农作物生长，一年一熟。
黑龙江主要粮食作物大豆、水稻、玉米、小麦等，黑龙江大豆主产区为西部的齐齐哈尔地区、北部的黑河地区、东部的佳木斯地区、中部的绥化地区，以上是黑龙江省大豆产量最大的五个地区，其中齐齐哈尔和黑河地区大豆产量超过百万吨，其他两个地区大豆产量在50-100万吨之间。
黑龙江是世界公认的玉米黄金生长带，玉米常年种植面积在9000万亩左右，玉米产量超过3000万吨，玉米种植面积、产量均位居全国之首，是中国玉米产量第一大省。黑龙江玉米的主要种植地区集中在齐齐哈尔、绥化、哈尔滨三个地区，玉米产量均超过500万吨。
黑龙江也是中国第一水稻产量大省，自2012年，黑龙江水稻产量稳定在2600万吨，在2023年达到峰值（2913.7万吨）。黑龙江水稻种植地区主要集中在哈尔滨、佳木斯、绥化、齐齐哈尔、双鸭山、鹤岗等地区，水稻产量均在200万吨以上。