Экологический подход. Т. Д. Лысенко предпочитал комплексное, синтетическое рассмотрение проблем. В его теоретических исследованиях это выражалось в стремлении рассматривать живые организмы, их "наследственную основу" и внешнюю среду как взаимосвязанные системы. В практической деятельности — в экологическом подходе, требовании не только повышать урожайность, но делать это естественными методами и с максимально бережным отношением к природе. К химизиции почвы, применению пестицидов в сельском хозяйстве его отношение было сдержанным.
К экологическим методам повышения урожайности, в разработке которых Т. Д. Лысенко принимал участие, можно было отнести: развитие травопольной системы, создание лесозащитных полос, использование естественных врагов вредителей.
В селекционном деле Т. Д. Лысенко предлагал применять метод направленного изменения наследственности растений путём изменения их условий жизни ("воспитание растений", в его терминах) и отрицательно относился к приёмам прямого воздействия (химического, радиационного) на генетический аппарат, создававшего неестественные, уродливые формы растений. В частности, Т. Д. Лысенко критиковал применение его оппонентами, вейсманистами, яда колхицина для создания полиплоидных форм растений. Несомненно, что и нынешние работы по созданию трансгенных растений, употребление которых в пищу имеет непредсказуемые последствия для здоровья людей, а распространение на полях — для природы, не вызвали бы его одобрения.
Теоретические исследования. После войны Т. Д. Лысенко продолжал развивать основные положения мичуринской биологии. Вместе с тем, с конца 1940-х гг. его интересы сместились в сторону изучения проблем взаимодействия живых организмов и их видов. Согласно господствовавшей тогда точке зрения, в живой природе действовали законы естественного отбора и борьбы-конкуренции организмов. Лысенко предложил уточнить эти представления. По его мнению, если между представителями различных видов в природе действительно ведётся борьба, хотя иногда встречается и кооперация, то внутривидовые взаимоотношения не могут быть подведены под эти понятия — они "направлены только на обеспечение существования вида, на его процветание и увеличение численности". Это положение было названо Т. Д. Лысенко законом жизни биологического вида. Оно стало теоретической основой его разработок по методике гнездовых посевов семян и созданию стада жирномолочных коров.
Т. Д. Лысенко высказал также гипотезу о возможности скачкообразного преобразования одного вида в другой, которая, впрочем, была оспорена многими биологами и не нашла продолжения в его работах.
