Στον νομό Ξάνθης η γεωργική δραστηριότητα είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη μεταποιητική δραστηριότητα της περιοχής. Οι κυριότερες μεταποιητικές βιομηχανίες, είναι οι ΣΕΚΕ και ΣΕΚΑΠ (επεξεργασίας καπνού και παραγωγής τσιγάρων αντίστοιχα), η ΣΕΒΑΘ (μεταποίηση βιομηχανικής τομάτας) και η ΡΟΔΟΠΗ (επεξεργασίας γάλακτος). Στον νομό βρίσκεται επίσης και ένα από τα 5 εργοστάσια της Ελληνικής Βιομηχανίας Ζάχαρης (ΕΒΖ), το οποίο όμως προβλέπεται να μετατραπεί σε εργοστάσιο παραγωγής βιοαιθανόλης.

Από τα φυτά μεγάλης καλλιέργειας, η καλλιέργεια αραβοσίτου κυριαρχεί στα πεδινά (38% του συνόλου των αροτραίων εκτάσεων το 2003). Σημαντική είναι επίσης η παρουσία των υπόλοιπων σιτηρών (κυρίως μαλακό και σκληρό σιτάρι), αλλά και του βαμβακιού, που, ωστόσο, τα τελευταία χρόνια παρουσιάζει μια έντονη πτωτική πορεία. Τα ζαχαρότευτλα, που καταλάμβαναν περίπου 10.000 στρέμματα, έχουν σήμερα σχεδόν εγκαταλειφθεί, ως αποτέλεσμα της παύσης λειτουργίας του εργοστασίου ζάχαρης.

Ο καπνός εντοπίζεται κυρίως στις ορεινές και ημιορεινές περιοχές του νομού, όπου επικρατεί η ποικιλία Μπασμάς. Οι λίγες εκτάσεις καλλιέργειας καπνού Αμερικανικού τύπου (Virginia και Berley) που υπήρχαν μέχρι πρόσφατα στα πεδινά, σήμερα έχουν σχεδόν εξαφανιστεί. Η αναθεώρηση του καθεστώτος του καπνού και η εφαρμογή της ολικής αποσύνδεσης των ενισχύσεων από την παραγωγή, φαίνεται πως, σε πρώτη φάση, δεν έχει επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τους καπνοπαραγωγούς (στην πλειοψηφία τους Πομάκοι), αφού λόγω της μονοκαλλιέργειας και του ρόλου που διαδραματίζει ο καπνός στον τρόπο ζωής τους, ελάχιστοι έχουν εγκαταλείψει τη συγκεκριμένη δραστηριότητα.

Τα σημαντικότερα κηπευτικά που καλλιεργούνται στον νομό Ξάνθης είναι η βιομηχανική τομάτα και τα φασολάκια υπαίθρου, κυρίως λόγω της ύπαρξης των αντίστοιχων μεταποιητικών βιομηχανιών. Το σπαράγγι, επίσης, γνωρίζει άνθηση τα τελευταία χρόνια και ήδη η καλλιέργεια του καταλαμβάνει αρκετές εκτάσεις (2.893 στρέμματα το 2003). Το σπαράγγι έχει καθαρά εξαγωγικό προσανατολισμό, καθώς το σύνολο σχεδόν της παραγωγής εξάγεται σε Ευρωπαϊκές χώρες, κυρίως τη Γερμανία, την Ολλανδία και τη Γαλλία.

Αντίθετα, η καλλιέργεια κηπευτικών υπό κάλυψη στην περιοχή είναι περιορισμένη. Οι θερμοκηπιακές εγκαταστάσεις στον νομό είναι λίγες, παρά το γεγονός πως στην Ξάνθη βρίσκονται 2 από τα 10 σημαντικά γεωθερμικά πεδία που έχουν εντοπιστεί στην Βόρεια Ελλάδα. Αυτά είναι στο δέλτα του ποταμού Νέστου (γεωθερμικά πεδία Ερατεινού Χρυσούπολης και Νέου Εράσμιου Ν. Ξάνθης) και στη λεκάνη Ξάνθης-Κομοτηνής (γεωθερμικά πεδία Νέας Κεσσάνης, Λίμνης Μητρικού και Σαππών), τα οποία θεωρούνται από τα πλέον μελετημένα στην Ελλάδα.

Η δενδροκομία φαίνεται πως δεν είναι ιδιαίτερα αναπτυγμένη στην περιοχή, αφού οι δενδρώδεις καλλιέργειες εντοπίζονται στα πεδινά του νομού και αφορούν κυρίως ελιές (5.337 στρέμματα το 2003). Σε κάποιες περιοχές επίσης καλλιεργούνται και λεύκες για παραγωγή ξύλου. Τα τελευταία χρόνια, έχουν γίνει προσπάθειες για τη διάδοση της καλλιέργειας της ροδιάς με όρους συμβολαιακής γεωργίας. Σύμφωνα με τοπικούς φορείς, τα ρόδια εκτιμάται πως έχουν αρκετά καλές προοπτικές, κυρίως λόγω του εξαγωγικού τους προσανατολισμού. Άλλες δενδρώδεις καλλιέργειες που φαίνεται πως προσελκύουν το ενδιαφέρον πολλών παραγωγών στον νομό, είναι αυτές των ακτινιδίων, των μηλιών και της καρυδιάς, καλλιέργειες που ήδη υπάρχουν στον νομό αλλά σε περιορισμένη έκταση.

Η κτηνοτροφία παρουσιάζεται με δυο μορφές στον νομό της Ξάνθης, αφού στα πεδινά κυριαρχούν οργανωμένες μονάδες εκτροφής βοοειδών, χοίρων και προβάτων, ενώ στα Πομακοχώρια των βόρειων ορεινών περιοχών η καλλιέργεια του καπνού συνδυάζεται με μικρής έκτασης αιγοπροβατοτροφία για τη συμπλήρωση του οικογενειακού εισοδήματος.

Η βιολογική καλλιέργεια δεν είναι ιδιαίτερα διαδεδομένη, αφού σύμφωνα με στοιχεία του Υπουργείου Αγροτικής Ανάπτυξης και Τροφίμων για το έτος 2005, από τα 13.700 στρέμματα με βιολογικές καλλιέργειες, τα 10.000 περίπου είναι βοσκότοποι ενώ οι παραγωγοί βιολογικών προϊόντων δεν ξεπερνούν τους 40.

Όσον αφορά την καλλιέργεια αρωματικών και φαρμακευτικών φυτών, το 2004 ξεκίνησε από την Περιφέρεια Ανατολικής Μακεδονίας-Θράκης, ένα πρόγραμμα καλλιέργειας σε πιλοτικούς αγρούς. Τα κυριότερα είδη φυτών που καλλιεργήθηκαν είναι η βαλεριάνα, η γλυκόριζα και το θυμάρι.

Στο πλαίσιο του παραπάνω προγράμματος, καλλιεργήθηκαν επίσης σε πιλοτικούς αγρούς, ενεργειακά φυτά και συγκεκριμένα ελαιοκράμβη, λινάρι και μίσχανθος. Τέλος, δοκιμάστηκε και η καλλιέργεια ρεβιθιού, κουκιού και πέρκου (κτηνοτροφικά φυτά). Αν και το πρόγραμμα προσέλκυσε το ενδιαφέρον αρκετών παραγωγών της περιοχής, φαίνεται πως δεν σημείωσε ιδιαίτερη επιτυχία, κυρίως λόγω της ελλιπούς ενημέρωσης και καθοδήγησης των αγροτών σε βασικά καλλιεργητικά ζητήματα.

Η καλλιέργεια της στέβιας, ξεκίνησε πειραματικά το 2006 από την ΟΠΑΚ Ξάνθης σε συνεργασία με το Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Φυτεύτηκαν περίπου 7.500 φυτά στέβιας, ενώ λόγω της έλλειψης των απαιτούμενων μηχανημάτων, όλες οι εργασίες πραγματοποιήθηκαν με το χέρι. Αν και δεν μπορούν ακόμα να εξαχθούν ακριβή αποτελέσματα, διαπιστώθηκε πως η στέβια έχει παραγωγική ζωή 2 ετών και μπορεί να δώσει μέχρι και 2 κοπές το χρόνο.