Luomuviljely on maatalouden muoto, joka perustuu täysin luonnollisiin menetelmiin tuholaistorjunnassa, lannoitteessa ja kasvien kasvussa. Luonnonmukaista maataloutta harjoitetaan usein vaihtoehtona perinteiselle maataloudelle, joka usein käyttää kemiallisia torjunta -aineita ja lannoitteita korkeamman sadon aikaansaamiseksi. Monien asiantuntijoiden mielestä luomuviljely on kestävämpää ja terveellisempää kuin perinteinen viljely, vaikka sitä ei harjoiteta laajalti perinteisiin viljelymenetelmiin verrattuna.
Osallistujamaiden maatilojen on oltava virallisesti merkittyjä “luomutuotteiksi”, ja niiden on noudatettava kansainvälisen luonnonmukaisten maatalousliikkeiden liiton (IFOAM) asettamia määräyksiä. IFOAM korostaa luonnon ekologisten prosessien käyttöä maatalouden tuottavuuden lisäämiseksi. Sertifioitujen luomutuotteiden on oltava peräisin tiloilta, jotka eivät sisällä torjunta -aineita ja geneettistä käsittelyä.
Luomuviljely perustuu usein biologiseen tuholaistorjuntaan eikä mahdollisesti haitallisten kemikaalien käyttöön. Biologiseen tuholaistorjuntaan kuuluu viljelymaan viljely tavallisten maataloustuhoojien luonnollisilla saalistajilla. Luonnolliset saalistajat syövät loisia tai kasvissyöjiä, jotka ovat vastuussa sadon hajoamisesta, jolloin torjunta -aineiden tarve poistuu.
Yleensä luomuviljelyä pidetään kestävänä ja ympäristöystävällisenä, mutta biologinen tuholaistorjunta aiheuttaa joskus ekologisia kiistoja. Biologinen tuholaistorjunta voi joissakin tapauksissa häiritä alueen luonnollista ekosysteemiä. Vaikka niin kutsuttuja tuholaisia pidetään haitallisina maatalouskasveille, ne ovat tärkeä osa paikallista ekosysteemiä. Paikallisten tuholaisten tuhoaminen voi häiritä luonnollista tasapainoa, samoin kuin uusien saalistajien lisääminen.
Vähemmän kiistanalainen kuin tuholaistorjunta, luonnollinen lannoitus on myös luonnonmukaisen maatalouden perustoiminto. Luonnollinen lannoitus kannustaa usein terveitä kasveja käyttämään vihreää lantaa. Vihreään lantaan kuuluu “peitekasvin” kasvattaminen, jonka tarkoituksena on lisätä ravinteita maaperään. Peiteviljelykasveja kasvatetaan lyhyen ajan, sitten ne viljellään maaperään hajoamista varten. Hajoava sato lisää maahan ravinteita sisältävää orgaanista ainetta. Tätä menetelmää käytetään joskus yhdessä kasvuhormonittomien eläinten lantojen kanssa.
Viljelykiertoa käytetään myös luonnonmukaisessa maataloudessa hedelmällisen maaperän varmistamiseksi. Viljelykierto on ikivanha käytäntö, jossa viljelykasveja kasvatetaan vuorotellen jaksojen ja maaperäolosuhteiden kannalta parhaiten. Viljelykierto varmistaa terveen maaperän ilman liiallista lannoitekäyttöä.
Luomutilojen tuotannon on oltava täysin luonnollista ilman geneettisiä muutoksia. Nykyaikaiset perinteiset tilat luottavat usein voimakkaasti geenien manipulointiin edistääkseen nopeampaa kasvua ja parempaa tuholaissuojaa. Vaikka Yhdysvalloissa elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on hyväksynyt monia geneettisesti muutettuja elintarvikkeita, aiheesta on olemassa vain vähän pitkäaikaisia tutkimuksia, ja monet ovat huolissaan siitä, että geneettisesti muutettu ruoka ei ole yhtä terveellistä kuin luomutuotteet.