三大粮食作物是指谷类作物、豆类作物和薯类作物。
谷类作物又分米类和麦类两种，其中米类主要有稻米、玉米、高粱、小米、粟等。麦类主要有小麦、燕麦、大麦、青稞等。豆类作物，主要包括大豆、小豆、绿豆、蚕豆、豌豆等。薯类作物，主要是甘薯和马铃薯等。
其产品含有淀粉、蛋白质、脂肪及维生素等。栽培粮食作物不仅为人类提供食粮和某些副食品，以维持生命的需要，并为食品工业提供原料，为畜牧业提供精饲料和大部分粗饲料，故粮食生产是多数国家农业的基础。
通常，粮食作物也是农作物中的主导作物，世界粮食作物种植面积约占农作物总播种面积的85%，其中小麦、稻谷和玉米约占世界粮食总产量的80%。中国是世界上最大的产粮国，粮食作物占农作物总播种面积的76.8%，粮食总产量及稻谷、小麦、谷子、甘薯的产量均居世界前列。