Учение о центрах происхождения культурных растений сформировалось у него на основе идей Чарлза Дарвина. В результате анализа уникальных материалов о мировых растительных ресурсах он выделял 7 основных географических центров происхождения культурных растений: 1. Центральноамериканский, 2. Южноамериканский, 3. Средиземноморский, 4. Переднеазиатский, 5. Абиссинский, 6. Среднеазиатский, 7. Индостанский. А вскоре – и Юго-восточно-азиатский, и Восточно-азиатский. Выделены были также новые центры: Австралийский, Североамериканский, Европейско-Сибирский.
Среди других достижений Н. И. Вавилова можно назвать учение о виде как системе, имеющей внутривидовые таксономические и эколого-географические классификации.
Николай Иванович Вавилов,
создатель учений о мировых центрах происхождения культурных растений, основатель учения о структурном и химическом иммунитете организма, его генетической природы, а также закона гомологических рядов в их наследственной изменчивостью
В работе «Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости» при исследовании изменчивости у близких групп растений были обнаружены наличие наследственной повторяемости, что давало возможность делать прогнозы с точки зрения селекционной работы. Открытие Н. И. Вавиловым закона гомологических рядов по значению в науке сравнивается с открытием Д. И. Менделеевым периодической системы химических элементов. Опубликованию закона предшествовала огромная работа по изучению Н. И. Вавиловым и его сотрудниками тысяч сортов в течение восьми лет, с 1913 по 1920 год. Был выявлен ряд закономерностей: первая закономерность, это тождество рядов морфологических и физиологических свойств растений, …вторая закономерность заключалась в полиморфизме их.
На I-ом Всероссийском съезде по прикладной ботанике 1923 году Вавилов включил в работу «Новейшие успехи в области теории селекции» обсуждение закономерностей проявления сортовых различий у видов и родов, высказав, что: «…мы предугадывали существование тех или иных форм, а затем и обнаруживали их…». Николай Иванович отмечал, что «…общие ряды изменчивости свойственны иногда и очень отдалённым, генетически не связанным семействам». В результате действия естественного отбора, летальных сочетаний генов и вымирания видов выяснилось, что закон справедлив не только по отношению к морфологическим признакам, предвидя уже установленные ряды»: «…не только будут пополняться недостающими звеньями в соответствующих клетках,