הסתדרות הפועלים החקלאים, אשר הוקמה בשנת 1919, היא המסגרת הארגונית של כל חברי ההסתדרות העוסקים בחקלאות או המתגוררים בישובים כפריים ושל עובדי מוסדות החינוך החקלאיים. מאז הקמת הסתדרות העובדים הכללית בשנת 1920 נכללה הסתדרות הפועלים החקלאים בתוכה כהסתדרות מקצועית.

חברי הסתדרות הפועלים החקלאים בוחרים את נציגיהם לוועידה החקלאית המתכנסת אחת לארבע שנים. הוועידה, אשר מונה 501 צירים, מתכנסת אחת לארבע שנים ובוחרת את חברי המרכז החקלאי. המרכז החקלאי, אשר מונה 151 חברים, הוא הגוף הפועל של הסתדרות הפועלים החקלאיים. בראשו של המרכז החקלאי עומדת מזכירות כללית ובה 21 חברים.

מאז הקמת הסתדרות הפועלים החקלאיים ועד השנים הראשונות למדינה היה המרכז החקלאי מוקד כוח חשוב, בעיקר בזכות סמכותו ביחס לתנועות השונות של ההתיישבות העובדת ולמועצות הפועלים של המושבות. עם סיום הגלים הגדולים של ההתיישבות החקלאית, החלה ירידה במעמד החקלאות במשק והתחזקה חשיבותם של הגורמים הממשלתיים עבור החקלאים. כתוצאה מכך חל פיחות במעמדו של המרכז החקלאי. במשך שנים רבות היה אברהם הרצפלד הדמות המרכזית במרכז החקלאי. פעילים מרכזיים נוספים היו חיים גבתי ונטע הרפז.

בעבר הורכב המרכז החקלאי משתי מחלקות עיקריות:
א) מחלקת ההתישבות - טיפלה בכל עניני ההתישבות העובדת, והיה בה יצוג לכל הזרמים ההתישבותיים. המחלקה שמרה על האינטרסים של ההתישבות העובדת ודאגה לקידום החקלאות ולהרחבתה. במסגרת המחלקה פעלו: ועדת הביטחון שטיפלה בכל הנושאים הקשורים לבטחון הישובים החקלאיים; 'ניר שיתופי בע"מ-חברה להתישבות עובדים' - הזרוע המשפטית של ההסתדרות החקלאית המפקחת על שמירתם של היסודות הקואופרטיביים בישובים החקלאיים ועל הפעלת מרותה הכלכלית והארגונית של ההסתדרות עליהם; חברת ניר - הזרוע הכספית של המחלקה שבאמצעותה מוזרם אשראי להתישבות. החברה מממנת הקמת בעיקר תשתיות, כגון רשת החשמל, מוסדות חינוך ועוד; מחלקה למפעלים אזוריים - פעלה לטיפוח מפעלים כלכליים אזוריים בבעלות המשקים ובחסות המועצות האזוריות; ארגון המועצות האזוריות - מאגד את כל המועצות האזוריות שבמסגרתן מאורגנים כל הישובים החקלאיים; ברית פיקוח לקואופרציה החקלאית העובדת - המוסד לביקורת חברתית וכספית של המשקים ושל המפעלים המשותפים בהתישבות העובדת. במסגרת מחלקת ההתישבות פעלו גם מדור לחינוך חקלאי, ארגונים חקלאיים מקצועיים, 'ביטוח חקלאי הדדי', ארגוני קניות אזוריים ועוד.

ב) מחלקת המושבות - טיפלה בכל עניניהם של החקלאים הזעירים במושבות שהם גם חברי הסתדרות. המחלקה פעל בשיתוף פעולה הדוק עם מועצות הפועלים שבתחומן פעלו חקלאים אלו. בשנים 1973-1948 טיפלה המחלקה גם בעניניהם של כל הפועלים החקלאיים השכירים במדינה, עד להתארגנותם כאיגוד עצמאי במסגרת האגף לאיגוד מקצועי בוועד הפועל. במסגרת המחלקה פעלו: 'ניר למושבה' - הזרוע הכספית של המחלקה שבאמצעותה מועבר אשראי לחקלאים; קרן משקי עזר וגינות נוי - קרן לפיתוח גני ירק וגינון סביבתי במושבות; המדור לחקלאות במושבה - המדור טיפל בוועדות החקלאיות הפועלות ליד המועצות המקומיות והעיריות. מחלקת המושבות נעזרה במוסד הקבלני הסתדרותי לעבודות חקלאיות, 'יכין-חק"ל בע"מ', שעסק בעיבוד פרדסים של בעלים פרטיים ובפרדסי רשות הפיתוח, בגידול ירקות וצמחים תעשיתיים, באריזת פרי הדר ושיווקו ובניהול מפעלים לעיבוד פרי ולשימורים.

בשנות ה-80 שונה המבנה הארגוני של המרכז החקלאי והחלו לפעול במסגרתו שני אגפים:

האגף המשקי - פועל בשיתוף פעולה הדוק עם עם התנועות ההתיישבותיות. חברי מזכירות האגף הם רכזי ועדות המשק בתנועות. החלטות האגף, המתקבלות בשיתוף כל התנועות, מאפשרות למרכז החקלאי לפעול כנציג ההתישבות כולה בפני מוסדות הממשלה, הסוכנות היהודית וההסתדרות. האגף המשקי מנחה את חברי ההתישבות במוסדות המטפלים בעניני ההתישבות, כגון מועצות יצור, ארגונים מקצועיים, 'תנובה', 'אגרקסקו', הקרן לנזקי טבע, מקורות ועוד. האגף משתף פעולה עם משרד החקלאות בקביעת מחירי התוצרת החקלאית ובקביעת המדיניות לפיתוח המשק ותכנונו.

האגף הכלכלי - מטפל בעניני כספים, מנהל ומנגנון, חינוך חקלאי, שיכון, בטחון, מועצות אזוריות וענינים מוניציפליים, מחקר חקלאי, הסברה, השתלמויות ועוד.

מאז שנת 1920 מוציא המרכז החקלאי לאור את הירחון 'השדה'. המרכז החקלאי הקים את המדרשה החקלאית ע"ש רופין, את 'בית הפועל החקלאי' בבית דגון ואת הספריה החקלאית המרכזית ששירתה חקלאים מכל הארץ.