起源，黄土与粟
到了旧石器时代末期，随着最后一次冰期走向尾声，地球的气候开始波动性变暖，人类诞生300万年之后，在生物学上也进化到了繁殖高峰，人口迅速增加。以往单纯依靠狩猎和采集的取食方式受到了挑战，只能采摘植物的叶子和根茎，食谱开始出现广谱化，营养摄入变得丰富起来，大脑发育加速了。
黄河流域成为人类良好的栖息之地。当时的汾河谷地宽阔平坦，青草茵茵，森林连绵，广泛分布在黄河流域的两种一年生禾本科草本植物，成为最早被中国先民选中的目标。这就是狗尾草和野糜子，它们耐干旱、贫瘠，又不怕盐碱，适应性强，在黄河两岸的高台、沙地、山坡上仍随处可见。更关键的是，黄土均匀、细小、松散、易碎，有机质含量高，并有良好的保水性，具备"自我加肥"的性能，几千年来农作物几乎不靠人工施肥都可以年复一年地种植。
在人类活动的影响下，狗尾草进化成了粟，俗称谷子，野糜子进化成了黍，也称作糜子。粟和黍被统称为"小米"，这两种谷物同样耐旱、耐贫瘠，适应性强，尤其是黍，生命力顽强，生长期短，对土壤的肥力要求很低，尤其适合在处女地上播种。
大约1万年前，粟和黍在黄河流域已经开始被人为栽培，至距今8000年前后，发展出了以粟和黍为主要农作物的北方旱作农业。在早期主要是种植黍，但后来粟成为主要粮食作物，黍则退为辅助作物。
刚刚起源的农业还比较脆弱。当时，人们用传统的石斧砍伐树木，用石铲松土，收割则使用石镰，加工谷物用石磨盘、石磨棒。到了距今7000年左右的仰韶文化，可以看得出农业水平有了显著提高，出现了面积达几万、十几万平方米的大型村落遗址，文化堆积层也比之前厚了许多，一般都能达到1～3米，最厚的地方甚至达7米，说明农业种植已经可以为更大的人群提供更长久的食物来源。
与之相对应，长江流域地区则发展出了以水稻种植为代表的南方稻作农业。现在已知最早的水稻栽培，发生在1万年以前的长江中下游地区，它们的始祖就是遍布于河湖滩涂和沼泽地的野生稻。在距今8000年左右，长江中下游地区已经普遍种植水稻。例如，在浙江河姆渡遗址中，发现了大量的稻谷、稻根、稻秆堆积物等遗存。虽然栽培稻早已出现，但在距今5000年以前的数千年间，在长江中下游地区种植水稻一直没有成为占据绝对支配地位的食物来源，采集渔猎仍然是当地先民们的第一选择。
小米和水稻养育了中国先民。尤其是小米，耐旱，耐贫瘠，不需要人工灌溉，便于长时间储藏，在很长的历史时期内都是北方地区的主要粮食作物，对中原地区的文明崛起发挥了最关键的作用。
小麦的普及
与中国农业起源几乎同时，世界上还存在几大农业起源中心，它们都集中在北纬30度附近的狭长地带。在西亚地区的"新月形沃土"，即现今的巴勒斯坦、约旦、以色列和叙利亚，以及土耳其东南部等，培育出了大麦、小麦；在中南美洲，即今天的墨西哥和秘鲁西海岸，培育出了玉米、马铃薯、红薯、花生、南瓜、西葫芦和辣椒；在非洲，撒哈拉沙漠的两端，则为人类贡献了高粱和毛驴。
在距今5000至4000年，当粟和家猪成为中国黄河流域先人们主要食物来源的时候，起源于西亚的谷物和家畜品种--小麦、绵羊和黄牛也来到了中原地区。
小麦起源于西亚地区，大约在距今4000年前后，在黄河上游的西北地区、中游的中原地区、下游的山东地区，以及东北的西辽河流域地区都突然出现了小麦的种植，据考证是通过欧亚草原大通道来到中国的，是发生在距今四五千年的"古代食物全球化"的重要内容。
相比粟和黍，小麦的种植技术更为复杂。小麦诞生在夏天干燥炎热、冬天阴冷潮湿的地中海气候区，而黄河流域属于夏天多雨炎热、冬季干燥寒冷的东亚季风气候区，小麦传入中国后当然会"水土不服"，尤其是中国北方地区的春旱，每年开春之后都需要人工浇水。小麦的传入，使得中国历史上第一次出现了必须依赖灌溉的农作物。农田水利工程的修建需要大量的劳动力，这就不仅要求社会能够生产出足够多的粮食，还需要社会具有官僚机构才能集中调配和管理。
小麦传入中国后，在北方地区很快得到普及。在距今3800年左右的二里头文化遗址中，小麦的出土量只占到不足1%，可是到了商代早期的二里岗时期，即距今3500年左右，小麦的出土数量突然增加，达到了10%～20%，已经成为仅次于粟和黍的重要粮食作物。
豆有膏
考古学家一般认为，在距今4000年左右的黄河流域、长江流域和西辽河流域，都出现了由野生大豆驯化而来的大豆。到殷周时期，已经有了原始榨油的技术，当时河北北部的少数民族部落甚至把"戎菽"作为对周王朝的贡品。西汉末年，《汜胜之书》中有"豆有膏"之说，是我国最早记载大豆含有油脂的一本农书。中世纪以后，大豆经阿拉伯传入西方。
至此，距今5000至4000年前，涉及农业生产的主要资源全部出现在了中国：粟、黍、水稻、小麦、大豆，五谷俱全。
黍
又称"糜子"，去皮后北方一般叫黄米，煮熟后比小米黏性更强。黍是最早被中国北方先民驯化的植物，由野生黍驯化而来，大约在1万年前就开始了栽培，到距今8000年的内蒙兴隆沟遗址，黍已经广泛出现。黍耐寒、耐旱，适合北方地区的气候条件，更可贵的是，黍的生长期很短，适应性强，可以作为处女地首选作物，因此非常适合那些漂泊不定的人群在新开荒地种植，这吻合了农业起源时期人们仍然不够稳定的生活方式。
粟出现以后，黍的地位有所下降，从种植量上来说居于次席，但却一直是北方地区最重要的辅助性作物。秦始皇统一中国后，选中等大小的黍子，用横排100粒的长度定义了一尺的标准，并用一尺为单位制作成斗，统一了重量单位，还用长度单位制定了阴历。一直到今天，黍仍然广泛分布在山西、陕西及河北一带，是制作黄糕的主要原料，又是酿酒的好原料。
根据英国剑桥大学考古学家的研究，黍在中国北方出现1000年之后，即大约距今7000年前后，在欧洲地区，从黑海西岸到东欧和中欧的20多个不同地点，都发现了黍的遗迹，这说明黍的西传比小麦的东传还要早2000年左右。
粟
又称谷子或"稷"，脱皮后称为小米，一种粗糙、抗旱的一年生禾草植物，有坚硬的外壳，防虫、防潮。粟也是中国北方先民最早驯化的植物之一，由狗尾草演变而来，到距今8000年左右，在黄河流域已经被广泛栽培，在河北磁山遗址、河南裴李岗遗址、山东月庄遗址、内蒙古兴隆沟遗址和甘肃大地湾遗址都有发现。粟的产量要比黍子高，因此很快跃升为北方地区种植量最大的农作物。现今在北方地区分布仍然很广，尤其是西北地区。
以粟衍生出来的"稷"，代表了中国古代帝王和诸侯祭祀的谷神，发展到国家出现后，社稷成了国家的代名词，可见粟在中国古代农业中的地位。
水稻是由野生稻驯化而来的，考古发现的最早的栽培水稻遗存年代在1万年以前，例如在江西万年仙人洞遗址发现的水稻植硅石和浙江上山遗址发现的炭化稻米。考古学家推测，中国南方先民对水稻的驯化应该不会迟于北方的粟和黍，甚至有可能更早。
与粟和黍一样，最早的人工栽培水稻也是出现在山前地带，后来，随着人口增加和栽培技术的进步，稻作农业逐步扩展到长江中下游两岸的河谷平原，成为长江流域最主要的粮食作物。水稻向北传播的时间很早，山东月庄遗址出土有距今8000年前的水稻遗存；在距今5000多年左右，水稻在黄河中下游地区已经广泛种植，大禹治水后曾经有组织地在黄河流域推广水稻种植。山东地区的水稻种植也一直在增加，甚至到距今4000年前后达到顶峰，与粟和黍几乎平分秋色。
值得注意的是，水稻种植虽然分布很广，但是在南方地区，其在当地人类生活中的重要性并没有粟和黍在北方那么大，采集和渔猎仍然是南方地区的主要取食方式。从某种意义上讲，长江流域富饶的食物来源一定程度上阻碍了南方种植业的进步。
小麦
在西方，小麦被视为"神下凡的时候留给人间的粮食"，普遍认为小麦大约早于1万年前就起源于西亚。最早的驯化小麦是一粒小麦和二粒小麦，传播到伊朗高原后，再与当地的山羊草杂交，慢慢进化成今天普遍种植的六倍体小麦，也称之为"普通小麦"或"面包小麦"。其后，小麦从西亚向西传入欧洲和非洲，向东南传入印度，向东传入中国乃至东亚。
距今4000年左右，小麦传入中国。在殷墟出土的甲骨文中，便用"来"字来指代小麦。只是，对于这样一种全新的粮食，中国的先民们在认识和接受过程中也经历了一番曲折。东方人习惯了小米和水稻这样的粒食，更喜欢黏性食物，烹饪方式基本为蒸和煮。西汉时期的《急救篇》讲"饼饵麦饭甘豆羹"，后来颜师古注解为："麦饭豆羹皆野人农夫之食耳。"直到战国，才出现了磨面的旋转磨，面粉问世，馒头诞生了。
此后，小麦由黄河中游向外扩散，逐渐延伸到长江以南各地，并传入朝鲜、日本。15世纪至17世纪间，欧洲殖民者将小麦带到南、北美洲，18世纪，小麦传到大洋洲。至此，小麦成为世界上最主要的粮食，除了亚洲东南部以水稻为主外，小麦在世界各地稳坐头把交椅。直到工业革命兴起后，玉米开始作为工业原料才得以迅速崛起。发展到今天，玉米产量最高，但水稻喂养的人口最多，世界第一粮食的争夺在它们两者之间展开。小麦的地位似乎略有滑落，但仍然是西方世界的主食之一。
菽
豆类的总称或特指"大豆"，《诗 · 小雅》中有词："中原有菽，小民采之。"中国是世界公认的栽培大豆起源地，现今世界上各地的大豆都直接或间接从中国引进，并且保留了"菽"的语音。大豆富含蛋白质、脂肪、维生素和矿物质，其中蛋白质含量比禾谷类作物高6～7倍，特别适合肉食较少的北方农民的需要，有"植物肉"的美誉，为中华民族的健康做出了突出贡献。另外，大豆根部有能固氮肥地的根瘤，古人对此也早有认识。
考古学家一般认为，在距今4000年左右的黄河流域、长江流域和西辽河流域，都出现了由野生大豆驯化而来的大豆。到殷周时期，已经有了原始榨油的技术，当时河北北部的少数民族部落甚至把"戎菽"作为对周王朝的贡品。西汉末年，《汜胜之书》中有"豆有膏"之说，是我国最早记载大豆含有油脂的一本农书。中世纪以后，大豆经阿拉伯传入西方。
