现代农业是温室气体的一个重要来源。2001-2010年间，林地、农业用地等土地利用格局变化产生的温室气体占全球温室气体排放的21%，其中单纯农业排放量就占11%，而适宜耕种的土地仅占地球陆地覆盖面积的10%。农业温室气体排放比例之所以如此之高，主要是由于现代农业依赖于石化能源输入，依赖化石燃料，生产和运输化肥、农药和地膜等，生产与使用这些化学物质，释放了大量温室气体。
现代农业造成的环境问题非常严重。根据FAO报告统计，2014年全球化肥使用量为1.869亿吨，比2013年增加了2%。目前，全球化肥需求量将每年增加1.8%。过量施用化肥，尤其是氮肥，导致土壤酸化严重，在我国，从1981年到2017年，氮肥施用量增加到3260万吨，土壤酸度下降了0.3-0.8，而目前中国化肥使用量已高达5900万吨。过量使用化肥，还会导致土壤板结、耕地质量下降、生产力降低、土壤侵蚀、土壤有机质流失等，每年仅与土壤侵蚀有关的公共和环境健康损失就超过450亿美元。
现代农业模式下，全球每年约460万吨化学农药喷洒到环境中，其中99%释放到土壤、水体和大气中。研究者甚至在格陵兰岛冰盖和南极企鹅体内检测到高农残量，中国西藏南迦巴瓦山顶海拔4250米的雪中也检测到了有机氯农药。在美国，每年治理由于农药使用而造成的环境和健康问题需要花费120亿美元。
现代农业塑料薄膜的使用问题越来越严重，2011年中国的塑料薄膜覆盖面积达到了2千万公顷，总重量从1991年的32万吨到125万吨，增加了近4倍。塑料薄膜的广泛使用产生了大量覆盖物残留，污染了农田环境，造成“白色污染”和作物减产。
人类寿命降低与传统农耕方式改变密不可分。根据WHO和UNEP的报告，全世界每年有2600万人农药中毒，其中22万人死亡，美国每年有67000人农药中毒。
农药的使用加剧了多种癌症的发生几率，如肺癌、直肠癌、骨髓瘤、乳腺癌以及白血病等，农药导致的癌症病人占全部癌症病人的10%，其中乳腺癌的发生与农药使用频率呈线性关系。
另外，很多研究表明，农药残留增加了患帕金森综合征的几率。农药还严重影响儿童智力发育，孕期接触最大剂量和最小剂量农药的产妇，孩子出生后在7岁时智商相差7分，而在孕期接触多氯联苯的浓度每增加1ng/g，孩子出生后智商就会降低3分。
在中国，不孕不育妇女人数高达5000万人，男子精子合格率已下降到20%以上，生殖障碍已对全球最高的大国提出了挑战，官方不得不被迫停止采用了30多年的严格的计划生育政策。
为追求经济效益，现代农业农畜分开，集约化的养殖业给食品安全和人类健康带来威胁。最具有代表性的是利用牲畜和动物内脏制成的肉骨粉作为饲料喂牛，使动物内脏中的致病菌进入饲料并最终进入人体，从而导致疯牛病的发生。
现代农业过于重视作物的产量和口感，在世代耕作中忽略了其营养性能，从而导致很多作物营养品质的下降。Donald Davis等人研究发现，从1950-1999这将近50年间，43种不同的水果和蔬菜在蛋白质、Ca、P、Fe、维生素B和维生素C的含量上有明显下降。很多研究也表明小麦的Fe、Zn、Se含量也明显下降。作物营养品质的下降，加剧了营养不良和隐性饥饿问题。根据FAO统计，全世界营养失调和营养不良的人数将近8千万人，并且接下来十年没有下降的趋势。由于微量元素缺乏导致的隐性饥饿威胁着世界上20多亿人口，隐性饥饿能够引起大量慢性疾病和其他健康失调，如最常见的Fe、I和维生素A的缺乏，最易受隐性饥饿威胁的人群是生育年龄的妇女、儿童和老人。
现代农业是生物多样性的最大威胁。农业活动的集约化导致生境破碎、土地利用改变、农药和化肥使用量增加、机械化强度增加等，从而造成了生物多样性的损失。以蜜蜂为例，蜜蜂作为全球生物多样性的一个关键组成，能为农作物提供重要的生态系统功能，但受环境破碎和农药等因素影响，其数量近年来严重下降，美国在1947-2005年间失去了59%的蜜蜂群落。除非农业足迹能够可持续性地发展，否则农业系统和现存的自然生态系统将受到进一步破坏，世界上面临灭绝的物种比例将进一步增加。
