Ему принадлежит множество новаторских идей и достижений в отечественных селекции и растениеводстве. Николай Вавилов побывал в 180 ботанико-агрономических экспедициях по всему миру. Во время этих поездок он собрал богатейшую коллекцию культурных растений — 250 тыс. образцов. Эта коллекция в селекционной практике стала первым банком генов. Ученый открыл закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Согласно этому закону, близкие виды растений обладают похожей наследственностью и изменчивостью. Это позволило ученым предсказывать возможные мутации родственных растений на примере одного из видов. Вавилов, основываясь на идее превращения озимых культур растений в яровые, предложил выводить в нашем климате тропические виды растений. Он хотел использовать всю огромную коллекцию семян, чтобы вывести растения, которые не созревали в климате Советского Союза.