为应对全球气候变化对人类生存与发展带来的严峻挑战，国际社会提出了发展低碳经济之策。发展低碳经济主要通过转变生产方式、调整能源利用结构、提高能源利用效率，实现较多的期望产出（经济效益、社会效益和环境效益），较少的非期望产出（大气污染、土壤污染、水污染等），进而实现节能减排和绿色发展目标。政府间气候变化专业委员会第4次评估报告表明：农业作为国民经济的基础性产业，排放量介于电热生产和尾气之间，是温室气体的第二大重要排放源[2]。如何减少农业温室气体排放量，转变农业生产方式，改善农业生产环境已经成为当务之急。低碳经济的提出，为发展与之相适应的低碳农业提供了新的发展思路和要求。

与生态农业和特色农业不同，低碳农业是低碳经济在农业发展中的实现形式，以维护生态安全和改善生态环境为目标，以“低能耗、低排放、低污染”为新特征，在农业领域推广节能减排技术、开发生物质能源和可再生能源，是一种具备“农业生产、安全保障、气候调节、生态涵养、农村金融”等多元功能的新型农业。低碳农业主要以农户在农业生产过程中采取的低碳化生产行为表现出来，包括将农业和林业的废弃物秸秆资源化利用；以有机肥代替化肥，减少化肥使用量，利用生物多样性促进农作物生长；通过休耕轮作、退耕还林、增强林业碳汇功能等模式发挥农地的固碳技术；发展节水型农业，提高灌溉水的利用率；在农业生产中建立多位一体的良性循环模式等。因此发展低碳农业本身就是建设资源节约型、环境友好型农业产业体系的内容、是发展生态文明的必由之路。然而，在农业生产过程中，一方面由于农户受传统耕作观念的束缚和追求经济效益最大化的驱动，而忽视了难以被量化的生态效益；另一方面，由于缺乏刺激农户转变耕作方式的奖惩性措施，农户仍然延续其传统的耕作方式，如利用农药、化肥和农膜等方式应对气候变化带来的不良影响，稳定农作物产量，这些“不低碳”行为打破农业生态平衡，给农业生态环境带来严重危害。因此农业生态环境治理成为当下环境治理难题，也使得低碳农业的推广和发展面临严峻挑战。
生态环境治理是一项复杂的系统性工程，具有投资大、周期长、短期内难以见效等特征。生态环境治理作为一项具有“积极的”或“正的”外部性的经济活动，因其具有非竞争性和非排他性两大特征，仅依靠市场机制无法实现帕累托资源配置最优。因此发挥政府干预机制在生态环境治理过程中的引导作用尤为重要，主要表现为：政府依靠法律手段、经济手段和必要的行政手段保障生态建设在经济上的可持续性。这就要求各级政府积极加强顶层设计，一方面建立健全农业生态建设补偿机制，为发展低碳农业提供强有力的政策支持和稳定的资金保障；另一方面从法律、制度等角度对补偿行为予以规范化、体系化，进一步完善现有的公共品支付体系，弥补国家财政拨款的不足，实现生态效益与经济效益的统一。农业生态补偿是农业顺利实现对生态环境正外部效应的有效动力，是缓解农业生态与农民经济利益矛盾的重要途径之一。当前政府在十九大报告和《2019年中央一号文件》中提出要用可持续发展理念与生态文明理念发展农业，推动农业从增产向提质转变；并在《全国土地利用总体规划纲要(2006-2020年)》中提出在缩小的土地范围内发展农业，转换农业发展方式，提高农业资源利用效率。随着生态补偿机制的建立、健全和发展，学术界也将低碳农业和生态补偿联系起来，并且进行了一定的研究。