元代开始有了军屯
从元代开始，天津地区开始有了军屯。军屯，即军事性质屯田。自蒙古立国起，军屯就占据重要位置，这与蒙元时期频繁战争和军事镇戍有密切关系。军屯主要为军事服务，是供应军队粮秣最直接的途径。忽必烈建元后，屯田范围扩大，相比之前更有组织，更为规范。军屯之外，还有民屯和军民相参屯三种形式。当时，归属枢密院管辖的河西务“中卫屯田”有1037.82顷、武清崔黄口“右翼屯田万户府”699.5顷、武清“营田提举司”屯田3502.93顷、武清与保定新城“右卫率府屯田”1500顷。
军屯促进了农业生产恢复，减轻了供应军粮的负担。也使蒙古统治者的思维发生转变，许多蒙古人也参与到军屯民屯之中，逐步改变了他们草原游牧的生活方式。
1973年，考古工作者在西青区发掘了一处元代居住遗址（元小甸子军屯遗迹），出土了铁器、铜器、陶器、瓷器共八十余件，仅铁器就达四十余件，包括日常生活用的刀、剪、六耳扳锅，车马用的车辖、钩环、马镫、马衔，作战用的兵器矛，农具犁铧、犁镜、铲、耙、镰、叉、铡刀等，而且多保存完好，这说明元代军事屯田在天津地区是确实存在。
明代奠定农业发展
明代是天津地区农业发展的奠基时期。农田耕种主要以屯田方式进行。有关天津地区屯田的方式，天启二年（1622）巡按御史张慎言总结归纳出五种：即官种、佃种、民种、军种、屯种。
明初，天津三卫之外，还有蓟州卫、镇朔卫、营州右屯卫、武清卫、梁城守御千户所（在宝坻县）等卫所担负着军事屯田的任务。明代嘉靖十九年（1541），天津三卫屯田数为：天津卫391顷57亩，天津左卫326顷66亩，天津右卫273顷4亩，合计991顷27亩；纳粮：天津卫4293石1斗，天津左卫3697石1斗，天津右卫3166石1斗，合计11156石3斗。
明代军事屯田取得了一些成绩，但军士们在农垦与军备的双重压力下，屯垦时断时续。大量屯军不堪压迫而逃亡，所垦土地“典卖、抛荒不一，或为豪右所侵据”。另外，天津城郊土地开垦不甚得法，以致非旱即涝，这些问题，直到万历二十六年（1598），在天津的右佥都御史汪应蛟升任海防巡抚时得到改善。
汪应蛟在天津任职期间，对葛沽一带的地理环境非常熟悉，认为这些土地“无水则碱，得水则润，若以闽浙濒海治地之法行之，穿渠灌水，未必不可为稻田”。经过一年多的实地勘察准备，万历二十九年（1601）春，汪应蛟开始在葛沽、白塘进行试点，买耕牛、制农具、开渠筑堤，共开垦土地5000余亩，其中2000余亩种植水稻，3000余亩种植薥豆、旱稻。其收成相当可观，粪多、勤耕的水稻，亩产4-5石，薥豆亩产1-2石，只旱稻因地薄碱高而颗粒无收。汪应蛟受此鼓舞，信心大增。万历三十年（1602），经过7000名军兵的劳动，天津屯田扩大到164顷30亩，收获稻粮近6万石。在汪应蛟的主持下，天津屯田扩展到何家圈、白塘口、双港、辛庄、羊马头、大人庄、咸水沽、泥沽、葛沽等地，这些屯地分别以“求、人、诚、足、愚、食、力、古、所、贵”十字来命名。围田命名10字相连，恰好是一副对联：“求人诚足愚。食力古所贵”，以此劝民屯田耕种。可见汪应蛟对天津屯田的良苦用心。汪应蛟以水洗碱的农田水利技术，为天津东南海河沿岸的土地改造和开发奠定了基础，其法甚至沿用至今。
两位天津农业奠基人
明代，天津地区的农业发展中，有两位杰出人物做出了特别贡献。一位是宝坻县令袁黄，一位是大科学家徐光启。他们著书立说，教民耕作，科学种田，为天津农业，特别是水稻种植奠定了坚实基础。
袁黄，字了凡，博学多才，著述颇丰。万历十六年（1588）授宝坻知县，任职五年。袁黄在宝坻知县任内主张采取“轻刑缓征，与民休息”的政策，倡修水利。在实地调查研究的基础上，吸收前人经验，结合自己实践，亲撰《劝农书》。《劝农书》一万余言，归纳总结出发展农业要“天时第一，地利第二，田制第三，播种第四，耕治第五，灌溉第六，粪壤第七，占验第八。”由此八项，演绎成八篇农田耕作技术的文章，介绍、推广关于顺应农时，辨别土质肥瘠、播种与中耕管理、沤制肥料、开垦荒地、兴修水利以及制作闸、涵、槽与汲水工具等方面的实用技术。书中配有多幅插图，生动展示了当时我国北方地区农业生产的技术水平。《劝农书》，十分强调耕作应因地制宜，而不必尽泥古法。如《吕氏春秋》谓，冬至后五旬七日菖蒲生，即可耕种。袁黄认为，菖生而耕是对的，但南北气候不同，不要拘泥日数。他还根据自己总结的经验，指出种稷时不要单靠月令，而应以杨柳生为上时，以桃始花为中时，以枣生叶、桑叶落为下时。种植水稻，亦不必尽用移栽。
万历四十一年（1613），大科学家徐光启于十月“侨寓”天津，开始农事试验活动。先后四次，历时八年，“察地理，辨物宜，考之载之，访之土人”，并将开垦、水利、荒政三方面实践及心得总结在《农政全书》中。《农政全书》长达六十卷，洋洋七十万言，学术地位与《氾胜之书》《齐民要术》《农书》并列称为四大农书。徐光启先做调查研究，从天津卫城向南沿海河下游直到葛沽，亲自踏勘土地，以掌握第一手资料。他发现，在天津，荒田无数，一半可作水田，开河即可种稻，不然亦可种麦种秫。通过科学分析，他充分肯定了“南种北引”的可能性，从上海、山东雇佣了一些老农，用东四佃六的分成办法，经营水旱作物的种植试验。
在栽培南稻的同时，他还试种桑树、苎麻、芜菁、甘薯、葡萄。用葡萄进行酿酒、作醋。亲自栽培鸡冠、雁来红、风仙、腊梅、芍药、牡丹等花卉。利用培育的川芎、鲜山药、甘枸杞、山茱萸、酸枣仁等药草试验配制成药。徐光启的农耕试验，为天津饮食提供了大量的新物产，丰富了饮食物料。
