畜牧业是农业和农村经济的重要组成部分，关系到粮食安全、食品安全、节能减排、劳动力就业、国际贸易等国家经济政治的各个方面，是引领中国农业实现现代化和可持续发展的基础性和战略性产业。当前我国畜牧业存在着一系列的突出问题，必须以畜牧科技为首要手段加以解决。尽管与改革开放时相比，我国畜牧业（畜牧业行业发展研究报告）的生产效率有了显著提升，但与发达国家相比，仍存在不小差距。以养猪业为例，我国平均每头母猪每年生产猪肉不到1000公斤，美国超过1800公斤，荷兰、丹麦近2400公斤，我国养猪生产效率仅为美国的55%，荷兰、丹麦的42%。这种生产效率决定了我国畜禽产品的市场价格远远高于国外。加强畜禽遗传育种研究工作，提高畜禽品种质量，改善繁殖性能，加强环境控制技术和养殖技术研究，并提高饲养管理水平，是提高畜牧业生产效率的必备手段。
饲料资源严重短缺和粮食过剩的结构性矛盾突出。“人畜争粮”的矛盾已存在多年，随着我国对动物性食品数量和质量的需求，这一矛盾呈更加突出的趋势。虽然目前存在粮食过剩、库存量大的矛盾，但主要是由于我国粮食价格太高，非配额饲料粮进口过多所致。2015年，我国进口大豆8173万吨，进口玉米、大麦、高粱、玉米酒精糟及其可溶物等饲料原料超过4500万吨。此外优质牧草年缺口达4亿吨以上。利用生物技术、微生物发酵工程技术、饲料加工工艺技术等现代生物技术和饲料营养技术手段，提高存量资源的利用效率，开发非粮饲料资源是解决饲料资源严重短缺，降低目前玉米等粮食库存，保障国家粮食安全的根本出路。
畜牧业造成的环境污染问题突出。当前，我国畜牧业的COD排放量为1268.26万吨，占农业排放总量的95.8%、占全国COD排放总量的41.9%，超过工业污染，畜禽养殖排泄物和废弃物的环境污染问题已成为我国生态环境安全的重要组成部分。畜禽养殖排泄物主要来自于饲料。建立饲料资源高效利用大数据平台，实施实时饲料配方技术，减少甲烷、二氧化碳等温室气体的排放，降低畜禽排泄物中氮、磷和重金属的含量，是减轻畜牧业环境污染的有效技术途径。畜产品安全问题依然突出。疾病的有效防控是畜禽健康养殖的重要前提。我国畜牧业面临着老病仍在，新病不断，人畜共患病日趋严重的严峻形势，呈现出高发病率、高死亡率、药物残留普遍、经济效益低下的困难局面。“十二五”以来，在我国政府强有力的监管下，瘦肉精、三聚氰胺等非法添加物的使用得到了有效控制，但饲料中抗生素促生长剂的过度使用和滥用问题依然严峻。据统计，目前饲料抗生素促生长剂用量已占抗生素总产量的50%以上。每年饲用抗生素消耗量达10万余吨。持续低水平饲喂抗生素导致细菌产生耐药性、畜产品药物残留、过敏中毒反应以及“三致”作用等危害日益明显。饲料抗生素问题已成为我国目前最大的动物性食品安全问题。利用分子生物学技术、生物工程技术、发酵工程技术等研发畜禽生物制品，是解决畜禽疫病和饲料抗生素问题的根本技术途径。