在未来40年里，世界粮食安全将受到一些发展因素的威胁。地球上的人口预计将由2010年的69亿增加至2050年的92亿左右，而且这种增长几乎完全是由欠发达地区带来，增长率最高的是在最不发达国家。与目前的50%相比，届时约有70％的全球人口将生活在城市。如果这种趋势继续下去，发展中国家的城市化和收入增长会导致较高的肉类消费量，这将带来饲料作物需求的增加。农产品在生物燃料领域的使用也将继续增长。到2020年，工业化国家每年每人可能会消耗150公斤的玉米乙醇，与发展中国家的谷物消费量接近。

　　这些需求变化将导致所有主要的粮食和饲料作物生产需要的大幅增加。粮农组织的预测表明，到2050年，不包括用作生物燃料生产原料的农产品需求的增加，仅为了满足粮食需求，全球农业生产就必须增加70%，而且几乎全部由发展中国家提供。与2005年和2007年的生产相比，这相当于到2050年每年要额外生产10亿吨谷物和200万吨肉。

　　在大多数发展中国家，扩大耕地面积的余地不大。南亚和近东及北非几乎没有多余的土地。撒哈拉以南非洲和拉丁美洲有可用土地的地方，70％以上的土地存在着土壤和地形的限制。因此，在2015年和2030年之间，估计80%的粮食增量将来自产量的增加和更高水平的集约化。然而主要粮食作物水稻、小麦和玉米的产量的增长速率都在下降：小麦产量的年增长率由1980年的5%下降到2005年的2%；同期，水稻和玉米的产量年增长率则由超过3%下降到1%左右。在亚洲，土壤退化和密集的稻田系统的毒素堆积引起人们关注：产量增长的放缓，反映了日益恶化的作物种植环境。

　　可用于作物生产的土地和水资源质量下降，对未来有重大影响。联合国环境计划署（UNEP）估计，不可持续的土地利用方式导致全球耕地每年平均损失0.2%的生产能力。资源的退化降低了生产投入品如肥料和灌溉的生产力。在未来几年，集约化作物生产将越来越伴随更多的边缘的生产领域，和不太可靠的生产条件，包括较低的土壤质量，更为有限的水资源和更不利的气候条件。

　　努力提高作物产量将发生在迅速变化而且往往是不可预测的环境和社会经济条件下。最关键的挑战之一是需要适应气候变化。气候变化通过改变温度、降水和病虫害发病率将影响在哪儿种植何种作物以及他们潜在的产量。在不远的将来，气候变化和极端天气的冲击将增加，影响全球，尤其是撒哈拉以南、非洲和南亚的作物产量和粮食安全。农业（包括砍伐森林）将占温室气体排放量的约1/3，因此，它必须为缓解气候变化作出更大的贡献。虽然作物能够适应不断变化的环境，但需要减少排放将越来越多地挑战传统的资源密集型的农业生产体系。

　　未来的不确定性的另一个重要来源是能否获得能源及能源的价格以及对电力和化肥等主要生产要素的需求。由于化石燃料的减少，其价格的上涨，带动了投入品价格，也由此导致了农业生产成本的提高。化石燃料不再是提高生产率的唯一能量来源，为提高生产率，能源将更加多元，以降低更加集约化的农业生产的燃料成本。

　　在气候变化、能源短缺和资源退化的综合影响下，以可持续的方式满足未来的粮食需求的挑战更加严峻。2008年食品价格飙升和2011年初食品价格飙升到创纪录水平，预示着世界粮食安全将受到更加频繁和严峻的挑战。综合考虑未来的经济、人口和气候变化因素，国际食品政策研究所（IFPRI）估计，2010年至2050年期间，小麦、大米和玉米的真实价格将分别上涨59%、78%和106%。研究结论认为，价格上涨反映了由人口和收入增长以及生产力降低所带来的“持续的潜在的世界粮食体系的压力”。