杂交种是指两个不同的亲本杂交所生的动物或植物。大多数指通过人工方法进行杂交的育种行为。杂交种一般来说
性状表现优于亲本。
第一种是指两个
分类单元（taxon）之间相互交配产生的后代，例如同
属内的不同物种之间的种间杂交（interspecific hybridization）；或是同一物种之内不同亚种的种内杂交（intra-specific hybridization）所产下的后代。
第二种则指不同族群（population），或是不同
品种（breed）及
栽培种（cultivar）之间的相互交配，此意义经常使用于动物及植物的
育种上。
杂交是通过不同稻种相互杂交产生的，而水稻是自花授粉作物，对配制杂交种子不利。要进行两个不同稻种杂交，先要把一个品种的雄蕊进行人工去雄或杀死，然后将另一品种的雄蕊花粉授给去雄的品种，这样才不会出现去雄品种自花授粉的假杂交。可是，如果用人工方法在数以万计的水稻花朵上进行去雄授粉的话，工作量极大，实际并不可能解决生产的大量用种。因此，研究培育出一种水稻做母本，这种母本有特殊的个性，它的雄蕊瘦小退化，
花药干瘪畸形。靠自己的花粉不能受精结籽。
为了不使母本断绝后代，要给它找两个对象，这两个对象的特点各不相同：第一个对象外表极像母本，但有健全的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的是女儿。长得和母亲一模一样，也是雄蕊瘦小退化，花药干瘪畸形、没有生育能力的母本：另一个对象外表与母本截然不同，一般要比母本高大，也有健全的花粉和发达的柱头，用它的花粉授给母本后，生产出来的是儿子，长得比父、母亲都要健壮。这就是需要的杂交，一个母本和它的两个对象，人们根据它们各自不同特点，分别起了三个名字：母本叫做不育系，两个对象，一个叫做保持系，另一个叫做
恢复系，简称为“三系”。有了“三系”配套，就知道在生产上是怎样配制杂交的了：生产上要种一块繁殖田和一块制种田，繁殖田种植
不育系和保持系，当它们都开花的时候，保持系花粉借助风力传送给不育系，不育系得到正常花粉结实，产生的后代仍然是不育系，达到繁殖不育系目的。可以将繁殖来的不育系种子，保留一部分来年继续繁殖，另一部分则同
恢复系制种，当制种田的不育系和恢复系都开花的时后，恢复系的花粉传送给不育系，不育系产生的后代，就是提供大田种植的杂交稻种。由于保持系和恢复系本身的雌雄蕊都正常，各自进行自花授粉，所以各自结出的种子仍然是保持系和恢复系的后代。
美国杂交水稻专利文献主要来自
德克萨斯州、
加州、中国大陆等地区。例如，RingAround产品公司、RiceTec公司、NorCal野生稻公司、KenFoster、BarryL.Tillman、EugenioS.Sarreal等提交了相关专利申请。中国国家种子公司也提交了几篇申请。
在
中国国家知识产权局，除了南京两优培九种业有限公司，全球还有其他单位、个人公开了200多篇杂交水稻发明技术专利文献。其中，国外申请较少，主要来自美国、日本。例如，美国围环物产公司的CN91102598.7号文献涉及一种利用多年生雄性不育稻植株生产杂交稻的方法。日本某公司的CN88109218.5号文献涉及一种培育杂交水稻种子的方法。它包括使雄性不育性母本水稻具有抗除草剂性，将母本水稻与父本水稻杂交以生成杂交水稻种子，以及通过使用母本对其有抗性的除草剂来处理
亲本，以便只将父本水稻杀死，从而选出杂交水稻种子。日本两家公司联合申请的CN01816569.号文献涉及一种针对杂交水稻育种中的Rf-1
基因恢复BT型
细胞质雄性不育基因的检测方法。它能利用Rf-1
基因座附近存在的数个PCR标记座与Rf-1基因座连锁的特性，检测Rf-1基因。
是一种雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻，由于花粉无力生活，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过
人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。
是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是
雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。
是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能
自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。
是指雄性不育系、
保持系和
恢复系三系配套育种，不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。
一种命名为光温敏不育系的水稻，其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系，在长日高温条件下，它表现雄性不育；在短日平温条件下，恢复雄性可育。利用光温敏不育系发展杂交水稻，在夏季长
日照下可用来与
恢复系制种，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，不再需要借助保持系来繁殖不育系，因此用光温敏不育系配制的杂交稻叫做两系杂交稻。
水稻超高产育种，是近20多年来不少国家和研究单位的重点项目。日本率先于1981年开展了水稻超高产育种，计划在15年内把水稻的产量提高50%。
国际水稻研究所1989年启动了“超级稻”育种计划，要求2000年育成产量比当时最高品种高20%－25%的超级稻。但他们的计划至今未实现。中国农业部于1996年立项中国超级稻育种计划，其中一季杂交稻的产量指标为，第一期（1996－2000年）亩产700公斤，第二期（2001－2005年）亩产800公斤。