农业小气候研究方法与农业气候、农业气象研究方法有所相似，更有许多不同之处，因而独具特色。它更多地引入了现代科学技术，革新了传统的研究。

农业小气候研究方法的基本原理是通过农业小气候调查(或考察)、测量、对比、实验和调控等方法和手段，获取实验数据及有关资料，分析研究各种类型小气候特征及其变化规律，以期达到利用和改善农业小气候环境的目的。

农业小气候调查或考察：主要目的是收集有关小气候资料，根据特定的研究目标，组织临时性的小气候调查、访问，实地收集和观测有关气象、地理、水文、历史资料，结合现场观察，了解该地区、地段的农业小气候条件。

农业小气候测量：这是农业小气候研究的主要方法。农业小气候测量主要是利用各种农业小气候观测仪器，对所要研究的区域、地段内的地理因子、环境因子和生物因子进行测定，实时记录该地区农业小气候的气象要素及各种生物量(形态、性状、生理生态特性)的时空分布(分配)及变化，准确描述各类小气候的特性和特征。

农业小气候对比研究：对比的方法在农业小气候研究中应用广泛。农业小气候类型众多，每一类型因其下垫面(地理位置、地形、土壤、植被、水域)、种植方式(行向、行距)、种植密度、间套作、群体结构……各不相同，其小气候特征表现各异。通过对比的研究方法，能更简捷、更直观、更确切地阐明它们各自的特性。另外，农业小气候不仅要对环境因子进行研究，还要了解在这特定环境条件下农作物、畜禽、害虫等生育性状和生理特性，必要时需进行同步的平行观测，借以探讨生物与环境的相互关系。

农业小气候实验研究：实验研究是农业小气候重要的研究方法。根据研究任务的需要，研究人员可以通过各种田间试验、模拟实验、对比实验、研究气象因子(温、湿、风、光等)、环境因子(水、肥、气)、农业技术措施(耕作制度、种植方式、种植密度、播种期、施肥量、农药用量等)对生物体生长、发育和产量的影响。为评价和合理利用农业小气候资源提供实验依据和必要的资料。

农业小气候调节和改良：通过在控制条件下的生物一环境模拟实验，可以获得作物生长环境的最佳优化组合指标。根据这些技术指标，在局部范围内，如温室、塑料大棚、畜禽舍等农业设施，防护林网，灌溉的农田，通过人工或计算机等高新技术对单因子或多因子进行微环境调控，使作物在良好的环境条件下生长、发育、优质、高产[100]。以科学的、集约化的管理方法，达到调节、改善农业小气候的最佳效果。