自然界中有多种品种的水稻他们各有优点，比如产量高、抗倒伏、抗病虫害等等，杂交水稻就是让两种不同的水稻能够生出新的具有父母双方优点的新品种水稻。
水稻是中国人的主粮，1960年袁隆平开始研究杂交水稻。当时，水稻、小麦、玉米这三大谷物中，杂交玉米已经成功，但学界却对杂交水稻普遍不看好。日本、美国都曾开展相关研究，但无一成功。
X表示杂交，带圆圈的X表自交
这是由于水稻是自花授粉、雌雄同蕊的作物。这就好比水稻夫妻俩一出生就同住一间屋里，还必须近亲结婚了屋门才开。为让两种不同水稻能够结婚，就要将原配“丈夫”去掉，使“妻子”重回单身，再找一个血缘关系较远的“新丈夫”来结婚，这样他们生出的下一代杂交水稻就是优势最明显的杂交水稻了，可以交给农民伯伯去种植了。这里“单身妻子”就是不育系（母本）、“新丈夫”就是恢复系（父本）、原有老夫妻的品种就是保持系（中间体），所以称三系法杂交水稻。
到了20世纪90年代，科研人员利用神奇光温敏不育系水稻开发出不需要保持系（中间体）的两系法杂交水稻，将水稻亩产进一步提高。
这种水稻在夏季表现为雄性不育，能和所有正常品种杂交。到了秋季这种水稻又变成了正常的水稻可以自己繁殖了。
我国是世界上第一个成功培育杂交水稻并大面积应用于农业生产的国家。在袁隆平等农业科技工作者的努力下将水稻从年亩产不足400公斤提高到目前年亩产超1000公斤的水平，今年袁隆平团队正在向年亩产1500公斤水平发起冲刺。