技术是通过机械将大量秸秆残茬覆盖地表，进行硬茬播种和施肥，并利用化学药物控制杂草和病虫害的耕作方法。其核心在于利用作物残茬覆盖地表，采用少耕免耕方式保护土壤，减少水土流失、风蚀和地表水分蒸发，降低人力、机械和能源的投入，充分利用自然资源，实现农业生产的可持续性。
当前，我国北方地区农业发展面临的主要挑战是降雨稀少、旱灾频发、地下水资源匮乏，以及日益恶化的生态环境和土地沙化问题。这些问题的根源部分在于过度的开垦、林草植被的破坏，以及传统的不当耕作方式，如焚烧秸秆、翻耕越冬和土地裸露等。这些传统耕作方式虽然能够疏松土壤、翻埋肥料和杂草，但也加剧了土壤的疏松和裸露，导致水分蒸发和径流增加，进而引发扬尘和沙尘暴。
保护性耕作技术的主要内容包括：取消用铡式犁进行耕翻，改为免耕或松土替代翻耕，防止土地在翻耕后裸露；使用秸秆残茬覆盖地表，保护土壤免受风蚀和水蚀；采用专用的免耕播种机在覆盖的地块上进行播种和施肥；以及有效控制杂草和病虫害。
保护性耕作带来的效益包括：减少土壤水蚀80%，降低农田扬沙，抑制沙尘暴的发生；减少地表径流60%，增加土壤蓄水量15%-19%，提高水分利用效率17%～21%，使小麦和玉米平均增产15～17%；年均增加土壤有机质0.03%，提升速效氮和钾的含量，改善土壤结构；减少耕作步骤，降低生产成本10～15%，增加农民收入20～30%。