粮食生产始终是关系到我国经济发展、社会稳定和国家安全的全局性重大战略问题。提升粮食综合生产能力,提高粮食生产水平,才能为新形势下有效应对各种风险挑战、维护社会大局稳定、促进高质量发展奠定坚实的物质基础。粮食主产区是我国粮食生产的核心区域,在提升我国粮食综合生产能力的过程中发挥着关键作用。本文在系统梳理和借鉴国内外学术界关于粮食综合生产能力研究的基础上,运用总量分析和边际分析方法,对我国粮食主产区粮食生产的现实状况进行了分析。基于粮食综合生产能力的影响因素,应用系统分析方法,构建了包括自然资源、生产要素、科技创新、生态环境、市场供求等五个方面的粮食综合生产能力评价指标体系。以2001-2020年我国粮食主产区的省级面板数据为样本,基于熵值法,对主产区粮食综合生产能力进行了具体测算,并运用协调系数模型探讨了粮食综合生产能力子系统之间的协调性。研究结论显示:我国粮食主产区的粮食生产总体保持良好态势,粮食总产量、粮食播种面积、粮食亩产量稳步提升;主产区粮食综合生产能力总体处于上升态势,具备较强的增长潜力,但各省份粮食综合生产能力之间的差距逐渐拉大,区域不均衡问题比较突出;粮食综合生产能力子系统的协调性呈现先上升后下降的趋势,科技创新子系统和生态环境、市场供求子系统的协调性较好,生态环境子系统和市场供求子系统的协调性一般,生产要素子系统和科技创新、生态环境、市场供求子系统的协调性较差。为此,必须从建立健全耕地保护制度、加强农业基础设施建设、加快推动科技创新进步、完善生态保护长效机制、促进粮食市场供求平衡、推进系统整体协调发展等方面入手,促进粮食综合生产能力子系统之间的协调发展,全面提升我国粮食综合生产能力。