基因组育种是分子育种在
高通量测序时代的产物。即，利用高通量测序技术对群体进行研究，定位到控制某个目标性状的基因，然后通过序列辅助筛选或者转基因的方法来选育新的品种。
第一个时代，根据性状来选育品种。人们有意识的根据性状来对后代进行选择。包括传统的
杂交育种，例如对高产易感病水稻和产量较低但抗病性较强的水稻杂交，从后代中筛选出高产且抗病较强的水稻来繁殖。其特点是不需要了解性状形成的机理，直接对性状进行选择。但是由于性状受环境影响很大，所以直接对性状进行选择并不一定总能够选择到控制优良性状的基因，育成一个品种需要较长的时间。
第二个时代，根据分子标记来选育品种。在这个时代，人们已经了解性状的形成是有染色体上某段DNA序列来决定的。但是由于
DNA测序费用很高，所以人们从染色体上选择一些分子标记，与性状进行连锁分析，找到一些与性状紧密连锁的分子标记，在选育后代品种时对这些标记进行选择，最后达到对性状进行定向选择的目的。这种方法不需要知道是哪个基因控制某个性状，只需要知道与某个性状连锁的分子标记即可。但是分子标记距离控制优良性状的基因还是有一定的距离，有可能在后代发生重组，所以这种方法有时候也不是那么可靠。
第三个时代，基因组育种时代，即通过对群体进行
高通量测序，通过关联分析等途径定位到控制某个性状的关键基因，直接通过转基因或对后代基因型进行选择的方法来选育新的品种。挖掘功能基因是全世界生物学家的研究的热点，这也是
基因组育种时代的生物学家的主要目标。