El método más común de control de plagas es el uso de pesticidas-productos químicos que matan las plagas o inhiben su desarrollo. Los plaguicidas suelen clasificarse según la plaga que pretenden controlar. Por ejemplo, los insecticidas se utilizan para controlar los insectos; los herbicidas para controlar las plantas; los fungicidas, los hongos; los rodenticidas, los roedores; los avicidas, las aves; y los bactericidas para controlar las bacterias. Los plaguicidas también incluyen quimioesterilizantes y reguladores del crecimiento, que se utilizan para interferir en la reproducción o el desarrollo normal de la plaga.

El control químico de las plagas probablemente comenzó con compuestos vegetales venenosos. En los siglos XVIII y XIX, los agricultores molían ciertas plantas que eran tóxicas para los insectos o roedores, como los crisantemos o el tabaco. La «sopa» de plantas se aplicaba directamente a los cultivos o a las plagas. Más tarde, los químicos descubrieron que podían extraer los compuestos tóxicos de estas plantas venenosas y aplicarlos en forma de aerosoles líquidos. Productos químicos como la nicotina, el petróleo, el alquitrán de hulla, la creosota, la trementina y el pelitre (obtenido a partir de un tipo de crisantemo) se acabaron extrayendo para utilizarlos como aerosoles. Estos compuestos orgánicos fueron sustituidos por productos químicos inorgánicos más eficaces, como el arsénico, la cal, el azufre, la estricnina y el cianuro.

Con la llegada de los compuestos orgánicos sintéticos durante la Segunda Guerra Mundial, se produjo un cambio drástico en el control de plagas. El descubrimiento de las propiedades insecticidas de los compuestos sintéticos DDT (diclorodifeniltricloroetano) -que se utilizó ampliamente contra los insectos propagadores de enfermedades- durante la guerra y BHC (hexacloruro de benceno) hizo que la noción de cultivos libres de plagas fuera realista. El desarrollo de otro compuesto orgánico sintético, el herbicida selectivo 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético), condujo al desarrollo de otros herbicidas selectivos.

Con el descubrimiento del DDT, el 2,4-D y el BHC, los investigadores empezaron a desarrollar otros pesticidas orgánicos sintéticos, especialmente reguladores del crecimiento, quimioesterilizantes, piretroides (compuestos con propiedades insecticidas similares a las del piretro) y productos químicos organofosforados. Esta investigación se amplió para desarrollar otros métodos no químicos de control de plagas después de que se reconociera la dañina persistencia de los pesticidas en el medio ambiente. En la década de 1950 se descubrió que el DDT y sus compuestos relacionados no se descomponen fácilmente en el medio ambiente. La gran estabilidad del DDT hace que se acumule en los insectos que constituyen la dieta de otros animales. Estos altos niveles de DDT tienen efectos tóxicos en los animales, especialmente en ciertas aves y peces. Los científicos también descubrieron que muchas especies de insectos desarrollan rápidamente poblaciones resistentes al pesticida. (Véase también ecología; contaminación, ambiental.)

En la década de 1960, el valor del DDT como insecticida había disminuido, y en la década de 1970 se impusieron severas restricciones a su uso. En Estados Unidos, la Ley Federal de Control de Plaguicidas en el Medio Ambiente de 1972 y la Ley Federal de Insecticidas, Fungicidas y Rodenticidas, aprobadas en 1972, exigían a los fabricantes de plaguicidas la realización de pruebas científicas sobre la actividad biológica, la defectuosidad, la persistencia y la toxicidad de cualquier nuevo plaguicida antes de que el producto químico pudiera ser comercializado. A finales de los años 80, el coste medio de desarrollar y registrar un producto pesticida era de 10 millones de dólares. En los años sesenta y setenta, la opinión pública se opuso al uso indiscriminado de plaguicidas. En 1970 se creó la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) para determinar los daños pasados y los posibles daños futuros que podrían producirse en el medio ambiente como consecuencia del uso generalizado de plaguicidas, y para establecer programas de lucha contra los problemas medioambientales.

Se adoptó un concepto alternativo de gestión integrada de plagas para muchas plagas agrícolas. Este enfoque incluye métodos de control de plagas no químicos, como la exclusión de cultivos, la rotación de cultivos, el saneamiento y el control biológico. Estos métodos aumentan otros programas de control de plagas diseñados para minimizar el uso de pesticidas.