学校南校区的中心区，那一组H型的建筑群由南往北分别为图书馆、国际交流中心和科研主楼。科研主楼建筑面积26168平方米，建筑总高度22.7米，二层通过廊桥与其南侧的国际交流中心主楼连接。坐落在绿树鲜花中的科研主楼庄重、宁静，给人以神秘的感觉。
科研主楼是一座集信息化、自动化为一体的现代化大楼。自从科研主楼落成，学校一批重点实验室搬入这座现代化的大楼，科研主楼也成为学校科研工作摆脱艰苦环境，走向美好未来的分水岭。
学校合并组建之前，杨凌农科城的10家教学科研单位在艰苦的环境中拼搏奋斗，秉承“经国本、解民生、尚科学”的理念，胸怀为西北人民、为中华民族创造福祉的理想，攻克道道科技难关，攀登座座科学高峰，取得了数不胜数的科研成果。在旱作农业、节水灌溉、小麦育种、生物技术、黄土高原水土流失综合治理等科学研究领域形成了突出的优势。
自1999年学校合并组建以来，科技创新工作就明确树立“既要顶天，更要立地”的科研大局观。所谓“顶天”，就是高度重视现代科学问题和前沿技术的研发，不断增强自主创新能力，取得原创性的科研成果，在关系国家整体科学水平的基础性研究和战略性高技术研究方面拿出具有自主知识产权的研究成果；所谓“立地”，就是高度重视面向“三农”第一线，就应该有一批能直接转化为现实生产力并带动一个产业、一个行业发展的科技成果。
每一所大学受地域、条件、环境、办学规模和定位等重要因素的影响，各有自己的一方“天”和“地”。学校科研传统和主要成果，应当说体现了“顶天”与“立地”的结合。但是要实现“顶天”和“立地”更加完美的相联相通，关键还要在产学研紧密结合上下功夫，强调科技成果的转化，打破学校内部的“围墙”，实现教育资源、科研资源、人才资源的共享；打破学校与社会之间的“围墙”，努力融入支撑现代农业产业发展的技术创新体系之中；打破学校与地方科研部门之间的“围墙”，整合资源，协同研发，抢占科技制高点，形成一大批对区域经济发展具有引导性和支撑性的重要知识成果。以此让学校的科研彰显特色，提升核心竞争力。
有了稳定的方向，就会产生积极的成效。10年来，学校瞄准高新科技前沿，坚持围绕国家和区域性重大战略需求，积极开展面向农业生产实际的基础研究、应用基础研究和应用研究，科技创新能力进一步增强。以下的一组数字就是学校科研工作近年来飞速发展的最好见证：
合校以来，累计承担国家、省部各类科研项目4000余项，其中国家攻关和支撑计划43项， “973”计划项目1项，课题6项，“863计划”36项。近年来，国家自然科学基金项目也不断增加，2007年44项，2008年52项，2009年63项，2010年89项。
累计争取各类科技经费11.66亿元，其中科研项目经费达到8.9亿元，2009年科研项目经费达到2.45亿元，是1999年合校之初的14倍。
产出一大批在国内外产生重要影响的原创性科技成果：
2000年，世界首例成年体细胞克隆山羊“元元”在学校顺利降生，标志着中国的体细胞克隆技术已走到了世界前列；
2000年和2001年，学校科技人员先后育成低芥酸油菜品种“陕油6号”和我国黄淮区第一个双低油菜新品种“陕油8号”；
2000年8月，学校培育的杂交小麦新品种“西杂一号”通过了陕西省农作物品种审定委员会的审定，学校近年来选育的小麦新品种
“西农979”，在黄淮麦区示范和推广5年来，累计种植面积达1000多万亩，为黄淮南片小麦产量的增长、品质的提升和以及品种布局的优化作出了重要贡献；
学校培育的“陕单8806”连续3年列入陕西省夏玉米重点推广品种，2007年在陕西省靖边县创建了高产玉米试验田，亩产达到1200多公斤，成为全国玉米高产典型；
2001年，学校科研人员第六次从人胚胎干细胞分化得到心脏跳动样细胞团，标志着学校该领域研究已达到于世界先进水平……
截止2009年，学校共获得省部级以上科技成果奖264项；获批国家授权专利409件；审定植物新品种267个；被国际三大检索系统收录学术论文2420篇。特别是在植物新品种选育、体细胞克隆与胚胎干细胞研究、节水装备研制与产业化开发、水土保持与生态环境修复等领域取得一批重大研究成果。
坐落在杨凌农科城的学校，因其校园面积的广阔而总是显得那么安静。无论你是在科研大楼里，还是在静谧的校园中，总是有鸟儿欢快的叫声萦绕耳际，泥土的芳香伴着醉人的花香沁人心脾。这里是做学问、搞研究的最佳场所。
正如2006年度国家最高科技奖获得者、曾在学校工作31年的李振声院士所说：“杨凌是一个能安心搞科研工作的好地方，我非常怀念在这里工作的时光。如果不是在这里搞研究，我可能也做不出在大家眼里算是‘成绩’的成绩。” “学校现在搞科研工作的条件又这么好，只要大家安心做研究，不断地积累，厚积薄发，在杨凌也可以做出世界性的成果！”
科研中心主楼
