Najczęstszą metodą kontroli szkodników jest użycie pestycydów – środków chemicznych, które albo zabijają szkodniki, albo hamują ich rozwój. Pestycydy są często klasyfikowane zgodnie z rodzajem szkodnika, którego mają zwalczać. Na przykład insektycydy są używane do zwalczania owadów, herbicydy do zwalczania roślin, fungicydy do zwalczania grzybów, rodentycydy do zwalczania gryzoni, avicydy do zwalczania ptaków, a bakteriobójcze do zwalczania bakterii. Pestycydy zawierają również chemosterilanty i regulatory wzrostu, które są używane do zakłócania normalnej reprodukcji lub rozwoju szkodnika.

Chemiczna kontrola szkodników prawdopodobnie rozpoczęła się od trujących związków roślinnych. W 18 i 19 wieku, rolnicy zmielili niektóre rośliny, które były toksyczne dla owadów lub gryzoni – rośliny takie jak chryzantemy lub tytoń. Roślinna „zupa” była następnie aplikowana bezpośrednio na uprawy lub szkodniki. Chemicy odkryli później, że mogą wyodrębnić toksyczne związki z tych trujących roślin i zastosować je w postaci płynnych sprayów. Takie chemikalia jak nikotyna, ropa naftowa, smoła węglowa, kreozot, terpentyna i pyretrum (uzyskane z rodzaju chryzantem) zostały ostatecznie wyekstrahowane do użytku jako spraye. Związki organiczne takie jak te zostały ostatecznie zastąpione przez bardziej skuteczne nieorganiczne chemikalia, w tym arsen, wapno, siarkę, strychninę i cyjanek.

Wraz z pojawieniem się syntetycznych związków organicznych podczas II wojny światowej, nastąpiła dramatyczna zmiana w zwalczaniu szkodników. Odkrycie właściwości owadobójczych syntetycznych związków DDT (dichlorodifenylotrichloroetan), który był szeroko stosowany przeciwko owadom roznoszącym choroby, podczas wojny oraz BHC (heksachlorek benzenu) sprawiło, że pojęcie upraw wolnych od szkodników stało się realistyczne. Opracowanie innego syntetycznego związku organicznego, selektywnego herbicydu 2,4-D (kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy), doprowadziło do opracowania innych selektywnych herbicydów.

Po odkryciu DDT, 2,4-D i BHC naukowcy zaczęli opracowywać inne syntetyczne pestycydy organiczne, zwłaszcza regulatory wzrostu, chemosterilanty, pyretroidy (związki o właściwościach owadobójczych podobnych do pyretrum) i związki fosforoorganiczne. Badania te zostały rozszerzone w celu opracowania innych, niechemicznych metod zwalczania szkodników, po tym jak dostrzeżono szkodliwą trwałość pestycydów w środowisku. W latach 50-tych odkryto, że DDT i jego związki pokrewne nie są łatwo rozkładane w środowisku. Wysoka stabilność DDT prowadzi do jego akumulacji w owadach, które stanowią pożywienie innych zwierząt. Te wysokie poziomy DDT mają toksyczny wpływ na zwierzęta, zwłaszcza na niektóre ptaki i ryby. Naukowcy odkryli również, że wiele gatunków owadów szybko rozwija populacje odporne na ten pestycyd. (Patrz także ekologia; zanieczyszczenie środowiska.)

Do lat 60-tych wartość DDT jako środka owadobójczego spadła, a w latach 70-tych nałożono poważne ograniczenia na jego stosowanie. W Stanach Zjednoczonych, Federalna Ustawa o Środowiskowej Kontroli Pestycydów z 1972 r. oraz Federalna Ustawa o Insektycydach, Fungicydach i Rodentycydach uchwalona w 1972 r. wymagały od producentów pestycydów przeprowadzenia badań naukowych nad aktywnością biologiczną, wadliwością, trwałością i toksycznością każdego nowego pestycydu przed wprowadzeniem go na rynek. Pod koniec lat 80-tych, średni koszt opracowania i rejestracji produktu pestycydowego wynosił 10 milionów dolarów. W latach 60-tych i 70-tych pojawiły się głosy sprzeciwu w związku z masowym stosowaniem pestycydów. W 1970 r. utworzono Agencję Ochrony Środowiska (EPA), której zadaniem było ustalenie przeszłych i możliwych przyszłych szkód, jakie mogą wystąpić w środowisku naturalnym w wyniku powszechnego stosowania pestycydów oraz stworzenie programów zwalczania problemów środowiskowych.

W przypadku wielu szkodników rolniczych przyjęto alternatywną koncepcję zintegrowanej ochrony przed szkodnikami. Podejście to obejmuje niechemiczne metody kontroli szkodników, w tym wyłączenie upraw, płodozmian, zabiegi sanitarne i kontrolę biologiczną. Metody te uzupełniają inne programy zwalczania szkodników, których celem jest zminimalizowanie stosowania pestycydów.

.