保护性耕作是以机械化技术、装备及手段作为载体的现代农业新技术。目前，保护性耕作包含的机械化技术主要有四项：秸秆覆盖技术、免耕、少耕施肥播种技术、杂草和病虫害防治技术、深松技术。
首先，秸秆覆盖技术要求在收获后将秸秆和残茬留在地表做覆盖物，以减少水土流失和抑制扬沙。需要尽可能多地将秸秆保留在地表，并在整地、播种、除草等作业时减少对覆盖物的破坏。必要时可进行秸秆粉碎、秸秆旋埋、地表平整等作业，以防止播种机堵塞和确保播种质量。
其次，免耕、少耕施肥播种技术区别于传统耕作，要求在秸秆覆盖的环境下进行播种和施肥，必须使用特殊的免耕播种机。免耕播种是在前茬作物收获后未经任何耕作直接播种；少耕播种则是指在播前进行适度整地等表土作业，再用免耕播种机进行播种，以保证播种质量。
再次，杂草及病虫害防治技术在保护性耕作条件下显得尤为重要。由于杂草和病虫相对容易生长，必须随时观察并及时处理。在我国北方旱作地区，经过长期观察尚未发现严重的病虫草害情况，通常一年内适时喷撒除草剂一次或人工锄草一次即可，病虫害主要靠农药拌种防治。
最后，深松技术在保护性耕作中扮演着重要角色。由于作物根系和蚯蚓等生物松土机制，土壤通常无需每年深松，建议每隔2～3年深松一次。新建的保护性耕作地块应先进行一次深松，以破除犁底层。深松作业也在地表有秸秆覆盖的条件下进行，因此要求深松机具备较强的防堵能力。