所引文献有先秦的，有汉至元各代的，也有大量明代著作。多则全书、全篇、全章录入，少则只摘引只言片语。内容既有有关农业典制和行政管理的，也有农业理论和技术方面的，还有的涉及到历史、地理以至名物训诂等方面。徐光启杂采众家，广征博引，并非不加区别的一概照录，而是根据严格的编选原则，仔细地进行甄选。对于古代典籍中的阴阳五行谶纬等封建思想，他尽量予以剔除，摒弃不用。如对《胜之书》和《齐民要术》中的厌胜术等迷信内容，《农政全书》一概不予摘录。元末的《田家五行》，徐光启也只是选择了有科学价值的气象谚语部分。陈、王祯的农书都辟有“祈报篇”，宣扬农业收成的丰歉取决于祈天是否虔诚。徐光启反对这种唯心论的说法，《农政全书》一反旧例，不再设“祈报篇”。就是对那些已经摘入的文献，他也并不盲从前人的成说，而是大胆鲜明地亮出自己的观点和主张。这主要反映在他写的批注里。这些批注或诠释，或补充，或引证，或记事，或总结，或评论得失，或触类旁通。这些文字大都不长，内涵却非常丰富，不一而足。另外，徐光启对采摘的文献，每每圈圈点点，并用不少的符号加以区别，也自有其用意。
当然，最能反映徐光启在农学研究中取得的突出成就的，还是应当首推他个人所写的那一部分文字。这些文字都是徐光启对自己多年农学研究和种植实践所作的概括和总结，处处闪耀着科学的光彩。徐光启通过对蝗虫生活史的深入研究，发现了蝗虫的生活规律，为治理蝗灾提供了科学依据。他本人曾亲自试种过甘薯、棉花、女贞、乌臼、稻、麦、油菜等农作物和经济作物，对它们的习性有切身的体验，积累了丰富的栽培经验，他写下的心得就要比其他农书更深刻，更有实际指导意义。他对垦田、用水、养白蜡虫、养鱼也都有独到深刻的见地，在近八十种作物（包括农作物、果树、蔬菜、经济树木）项下写有注文和专文。这位科学巨匠坚决反对风土说，提倡异地引种的革新探索精神早已是有口皆碑。其实他还遗留下许多真知灼见有待发掘整理。比如，是他首先注意到把作物的收获部分，从谷实扩大到包含茎秆等的作物整体，用现代术语说，就是从经济产量的概念发展到生物量的概念。稗的产量低，历代农书都只当作备荒作物，徐光启却认为，“稗秆一亩，可当稻秆二亩，其价亦当米一石”，对稗的利用价值从生物量的角度作出正确的估价。徐光启的“独见”，或以整卷、整篇、整段的面目出现，或散见于引文之中，堪称字字珠玑。清初大学者刘献廷赞叹说：“玄扈天人，其所述皆迥绝千古”，“人间或一引先生独得之言，则皆令人拍案叫绝”。
下面再对《农政全书》十二目的基本内容作个概略的介绍。
《农本》三卷。农本思想在我国源远流长，自然经济和自耕农的大量存在是它的客观基础。农本思想的核心是把农业看成国家最重要的经济部门和主要的财政来源，把农民当作主要的统治基础和人力资源。这一思想在春秋战国时代已经萌芽，到战国时得到了充分的发展。先秦诸子中的儒家、墨家、稷下学派、李悝、商鞅、韩非以及汉初的贾谊、晁错，都非常重视农业，坚持“农为政本”的主张。重农思想作为主导的经济思想，一直贯穿漫长的封建社会时期，到明清两朝没有根本的变化。素来抱有富国强兵理想的徐光启，继承了传统的重农思想，认为只有“务农贵粟”，才是国家的“根本之计”。“古之强兵者，上如周公、太公，下至管夷吾、商鞅，各能见功于世，彼未有不从农事起者”。基于这种认识，《农政全书》开卷即言农本。首半卷《经史典故》列举了《五经》和史书中重视农业生产的言论和史实；一卷半《诸家杂论》摘引了《管子》、《吕氏春秋》、《亢仓子》、《齐民要术》等书的有关章节；第三卷全文收录了明人冯应京的《国朝重农考》。这些都是为了证明以农为本在中国有悠久的历史和深厚的社会基础，提醒人们关注农业问题，抓好农业生产，为国家富强社会安定打下坚实的根基。然而与古代农本思想重本抑末不同，生当晚明的徐光启坚持重本却并不抑末，反而提倡发展工商业，反映了资本主义生产关系的萌芽的经济要求，使他的农本思想有鲜明的时代特征。
《田制》二卷。一卷是徐光启自作的《井田考》，对西周井田制的划分方法进行了细致的考证，其中对西周度量衡与明代度量衡换算方法的确定十分精彩。另一卷引录了王祯《农书》田制图说的全文。他认为，王祯作诗的水平要比农学的水平高，他的农学远远赶不上《农桑辑要》的编者苗好谦、畅师文等。
《农事》六卷。其中《营治》二卷介绍了《齐民要术》，陈、王祯两部《农书》和《农桑辑要》中关于垦殖、收种、播种、中耕、除草、灌溉种种农田管理措施。《开垦》二卷引用了诸葛升、汪应蛟、沈一贯、耿桔等人关于开荒垦田的文章，还录入了徐光启自己的《垦田疏》。徐光启有亲自垦荒的切身经历，对如何开辟荒芜土地变为良田，增加国家收入有精辟的见解。他在这里补写的两段文字，即移民垦荒时“主客”关系的处理和垦荒前的准备事项，对指导垦荒很有实际意义。另有《授时》、《占候》各一卷，分别采自旧典章旧农书和老农经验。
《水利》九卷。徐光启十分关心水利问题，在《农政全书》的凡例中他便说：“水利者，农之本也；无水则无田矣。”另外，从本目在《全书》所占的比重也是可以看得出来的，其中《西北水利》一卷，《东南水利》三卷、《浙江水利》一卷、《灌溉图谱》、《利用图谱》各一卷、《泰西水法》二卷。在这些章节中，不但有对用水理论的探讨，有水利器具的制作和使用方法，还有改善地方水利的具体意见。《西北水利》主要摘录郭守敬、徐贞明的著作，范围包括西起甘肃，东至河北、山东的整个黄河流域。《东南水利》主要针对太湖流域，辑录资料的来源是宋人范仲淹、元人任仁发和明代的吴恩、夏原吉、徐贯、耿桔等人的著作。《浙江水利》主要谈论浙东绍兴、上虞、宁波一带沿湖筑堤蓄水工程。《农政全书》的灌溉及利用图谱，录自王祯的《农书》。徐光启对取水工具写下不少评注，表明他对这些工具器械作了深入的研究。《泰西水法》是徐光启与传教士熊三拔合译的著作，介绍了一些西方的水利学原理和工程知识，其主要部分也被选入《农政全书》。
《农器》四卷。摘自王祯《农书》，介绍了常见农用工具的质料、形制、构造和用途，有较高的实用性。
《树艺》六卷。包含《谷部》二卷、《蓏》一卷、《蔬》一卷、《果木》二卷。
大都是汇集以往农书中的材料，介绍了各种作物的特性、用途和种植方法。书中特别强调选种，说“种蔬果谷蓏诸物，皆以择种为第一义。种一不佳，即天时、地利、人力俱大半弃掷矣”。在说到甘薯时，书中充实了不少新材料，是徐光启写《甘薯疏》时征集到的。他指出了甘薯的十三个优点，认为此物易种高产，应大力推广。“甘薯所在，居人便足半年之粮，民间渐次广种，米价谅不至腾踊矣”。
《蚕桑》四卷。有《养蚕》、《栽桑》各一卷，《蚕事图谱》二卷，亦是采自王祯《农书》，介绍养蚕植桑的注意事项和养蚕工具、缫丝工具的使用方法，提出了“连冷盆”的建议。
《蚕桑广》二卷。其中《木棉》、《麻》各一卷。徐光启的家乡松江地区是盛产棉花的地方，他收集了不少民间的种植栽培经验，还专门写了《吉贝疏》，宣传推广植棉技术。在《农政全书》中，有关作物栽培谈得最多的也是棉花。他对选种、种籽的收藏和播前处理都有精辟独到的见解。他提倡早种，强调深根和病虫害防治，主张稀植、短干，重用基肥，这些措施都是适应当时耕作水平的。关于麻的种植则主要依据旧农书写成。
《种植》四卷。有《种法》一卷、《木部》一卷、《杂种》二卷。《种法》主要介绍园圃布局、树木嫁接、整枝、防鸟害、治虫等项技术。《木部》介绍了榆、松、槐、杨、梧桐、乌臼、女贞等三十余种树木的种法和用途。徐光启极力主张多种乌臼以取油料，多种女贞以取白蜡，称这两种树“其利济人，百倍他树”。对如何养虫生蜡作了生动细致的记述。《杂种》着重介绍了竹、茶、菊以及其他药用、染料和水生作物。
《牧养》一卷。谈到马、驴、牛、羊、鸡、鸭、鹅、鱼、蜂等家畜家禽的饲养技术。
《制造》一卷。主要讲述酿制酒、酱、醋技术和各种食物的制作方法、房屋建筑方法以及一些洗涤、收藏、修补方法。
《荒政》十八卷。从篇幅上看，这一部分占了全书的三分之一。其中《备荒总论》半卷引用了《縠梁传》、《荀子》、《管子》、晁错、陆贽、苏轼等大量古今文献中的救荒言论，以阐明“有备无患”和“人定胜天”的思想主旨，强调预防为主。《备荒考》二卷半分别列举了从隋到明历代备荒赈灾的措施，以及一些具体的渡灾办法。最后是《救荒本草》十四卷和《野菜谱》一卷，收录了可以代食充饥的草、木、粮、果、菜类数百种，供灾荒时采用。这一部分大概是因为徐光启的原稿比较凌乱，陈子龙在整理时没能仔细考订，多加斟酌，把徐光启抄录来供参考用的文献资料统统编了进去，所以夹杂了一些无用的，甚至有迷信思想的成分，与全书严整的章法显得不够协调。
徐光启编写《农政全书》，对于农田水利、土壤肥料、选种嫁接、防治虫害、改良农具、食品加工、丝织棉纺等农业科学技术和农民生活的各个重要方面，都就当时能够达到的认识水平进行了深入细致的探讨，提出了自己的见解，并批判了阻碍生产技术进步的各种落后思想和落后方法。他把富国强兵的热望和对广大农民的深切同情寄托在这部划时代的巨著中。《农政全书》在历史上最早从国家政策的角度全面检讨“农政”的经验教训，对垦荒、水利、荒政给予特别的关注，系统总结了我国古典农业科学，这些都是他远远超出前人的地方。这样一部巨著，由一位年逾六旬、体弱多病的老者独力撰述，其艰难程度是可以想象的。只有凭着对国家对民族的挚爱和对科学的执着追求，凭着坚韧不拔的毅力和锲而不舍的精神，这位杰出的科学家才会给后人留下这样一笔丰厚的遗产。
虽然因为时代条件的限制和认识水平的局限，以及整理者未能完全理解徐光启的编写意图，使得《农政全书》也有一些不足之处，但瑕不掩瑜，随着时间的推移，这部著作蕴含的巨大科学价值，越来越清楚地为世人所认识。自从平露堂版本《农政全书》问世以来，此书一再被刊刻印行。迄今为止，《农政全书》的各类版本不下十种，对指导我国古代农业生产发挥了重要作用。作为我国传统农学发展史上的里程碑，它将永远熠熠生辉。
徐光启生活的时代，正是中国封建社会的末世。新生的资本主义生产关系萌芽，尽管最早在他的故乡孕育生长，毕竟还相当微弱，更谈不上在政治舞台和意识形态方面为自己争得一席之地。主宰着徐光启和与他同时代知识分子的，依然是封建正统思想。作为占统治地位的地主阶级的成员，虽然最后升迁到内阁大学士的高位，但仕途多艰，他在政治上的建议和主张很少被采纳，始终没有机会施展其富国强兵的抱负，建树不大。虽曾一度督练新军，也因处处受制而失败。可是，徐光启毕竟与一般封建官僚的声色犬马、奢侈糜烂不同，他清白自守，淡于名利，把全部聪明才智倾注于科学研究事业，对祖国科学发展作出了杰出的贡献。他的科学思想，如注重逻辑实证，采用实验手段，强调会通中西，讲求实学，重视培养人才，在中国科学发展史上占有重要地位。他主持编写《崇祯历书》，尤其是独自编著《农政全书》，创下了辉煌的科学业绩。所有这些，都是人们至今仍对他怀念和景仰的根本原因。