Nejběžnější metodou ochrany proti škůdcům je používání pesticidů – chemických látek, které škůdce buď hubí, nebo brání jejich vývoji. Pesticidy se často dělí podle škůdce, k jehož hubení jsou určeny. Například insekticidy se používají k regulaci hmyzu, herbicidy k regulaci rostlin, fungicidy k regulaci hub, rodenticidy k regulaci hlodavců, avicidy k regulaci ptáků a baktericidy k regulaci bakterií. Mezi pesticidy patří také chemosterilanty a regulátory růstu, které se používají k narušení normálního rozmnožování nebo vývoje škůdce.

Chemická kontrola škůdců pravděpodobně začala jedovatými sloučeninami rostlin. V 18. a 19. století zemědělci rozemílali některé rostliny, které byly toxické pro hmyz nebo hlodavce – rostliny jako chryzantémy nebo tabák. Rostlinná „polévka“ se pak aplikovala přímo na plodiny nebo na škůdce. Později chemici zjistili, že z těchto jedovatých rostlin mohou extrahovat toxické sloučeniny a aplikovat je jako kapalné postřiky. Jako postřiky byly nakonec extrahovány chemické látky jako nikotin, ropa, uhelný dehet, kreozot, terpentýn a pyretrum (získávané z jednoho druhu chryzantémy). Organické sloučeniny, jako byly tyto, byly nakonec nahrazeny účinnějšími anorganickými chemikáliemi, včetně arsenu, vápna, síry, strychninu a kyanidu.

S nástupem syntetických organických sloučenin během druhé světové války došlo k dramatické změně v boji proti škůdcům. Objev insekticidních vlastností syntetických sloučenin DDT (dichlordifenyltrichlorethanu) – který byl během války široce používán proti hmyzu šířícímu choroby – a BHC (benzenhexachloridu) učinil představu plodin bez škůdců reálnou. Vývoj další syntetické organické sloučeniny, selektivního herbicidu 2,4-D (kyselina 2,4-dichlorfenoxyoctová), vedl k vývoji dalších selektivních herbicidů.

Po objevu DDT, 2,4-D a BHC začali vědci vyvíjet další syntetické organické pesticidy, zejména regulátory růstu, chemosterilanty, pyrethroidy (sloučeniny s insekticidními vlastnostmi podobnými pyrethru) a organofosfátové chemikálie. Tento výzkum se rozšířil s cílem vyvinout další, nechemické metody ochrany proti škůdcům poté, co byla rozpoznána škodlivá perzistence pesticidů v životním prostředí. V 50. letech 20. století bylo zjištěno, že DDT a jemu příbuzné sloučeniny se v životním prostředí nesnadno odbourávají. Vysoká stabilita DDT vede k jeho hromadění v hmyzu, který tvoří potravu ostatních živočichů. Tyto vysoké hladiny DDT mají toxické účinky na živočichy, zejména na některé ptáky a ryby. Vědci také zjistili, že u mnoha druhů hmyzu se rychle vyvíjejí populace, které jsou vůči pesticidu odolné. (Viz také ekologie; znečištění, životní prostředí.)

V 60. letech 20. století se hodnota DDT jako insekticidu snížila a v 70. letech 20. století bylo jeho používání přísně omezeno. Ve Spojených státech amerických Federální zákon o kontrole pesticidů na ochranu životního prostředí z roku 1972 a Federální zákon o insekticidech, fungicidech a rodenticidech přijatý v roce 1972 vyžadovaly, aby výrobci pesticidů prováděli vědecké testy biologické aktivity, závadnosti, perzistence a toxicity jakéhokoli nového pesticidu předtím, než může být chemická látka uvedena na trh. Koncem 80. let 20. století činily průměrné náklady na vývoj a registraci pesticidního přípravku 10 milionů dolarů. V 60. a 70. letech 20. století se objevily námitky veřejnosti proti nevybíravému používání pesticidů. V roce 1970 byla založena Agentura pro ochranu životního prostředí (EPA), která měla zjistit minulé škody a možné budoucí škody, k nimž by mohlo dojít na životním prostředí v důsledku rozsáhlého používání pesticidů, a vytvořit programy boje proti environmentálním problémům.

Pro mnoho zemědělských škůdců byla přijata alternativní koncepce integrované ochrany rostlin. Tento přístup zahrnuje nechemické metody kontroly škůdců, včetně vyloučení plodin, střídání plodin, sanitace a biologické kontroly. Tyto metody rozšiřují ostatní programy ochrany proti škůdcům, jejichž cílem je minimalizovat používání pesticidů.

.