哪些作物会成为主粮不仅与当时的地理环境、气候因素等自然条件有关，还受到经济社会活动的影响。梳理中国古代历史长河中的主粮变迁，就会发现，无论朝代如何更迭，老百姓耕种哪种粮食首先考虑的不是口味、品质，而是产量，哪种作物产量高可以养活最多的人，就种哪一种。大一统年代，人口增长厉害，加之地主豪强大肆兼并土地，人地关系紧张，环境恶劣的山岭丘泽也被用以开垦耕种；战争年代，兵荒马乱，民不聊生，适宜粗放生长又高产的作物成为救命粮。如此这般，适应性强且产量高的作物逐渐替代种植条件要求高的作物，成为中国人餐桌上的主粮。
唐中期以前，
黍和稷一直唱主角
中华文明滥觞于黄河流域，季风性气候明显，当时的自然环境特别适合黍和稷（谷子，去皮之后称粟）的生长，这两种作物也一度成为历朝历代的主粮，直到唐中期以后才出现变化。在夏商周文明出现以前，黄河中下游地区的黍、稷旱作栽培已经走过了数千年。因为有了甲骨文的存在，目前可靠的文献资料就只能最早到殷商时期。根据学者的研究，甲骨文中已经出现了“五谷”的概念，为黍、稷、麦、秜（野生稻）、燂（大豆），但提到最多的是黍和稷。黍，现在叫黍子，又叫大黄米；稷，俗称谷子，去皮为粟、小米。黍和稷是商代的主要粮食作物。
当时，商王朝控制的中心区域包括今日的河南大部、河北和山西南部、陕西东南部以及山东西部，大致相当于现在华北地区的中南部一带，在自然环境上属黄河中下游地区，气候以暖温带为主，也包括了北亚热带的北端，是黍和稷等作物的主要生长区。
在甲骨文中黍的地位非常突出，提到的次数也比其他种类作物要多得多，每到耕种季节，商王会下令臣下督促众人及时种黍，或亲往视察。根据记载，黍是酿酒的主要原料，殷商王朝的灭亡也与此有关。商纣王继位后淫乱不止，耽于酒色，其同母长兄微子屡次劝谏，纣王不听。无奈之下，微子与父师、少师商量对策，史官记录下这件事情，即《尚书·微子》。文中，微子与父师都对王朝命运非常担忧，“天毒降灾荒殷邦，方兴沈酗于酒”。商代末年，在一般的小墓中，觚爵等陶制酒器也已经成为不可缺少的随葬品。殷商统治阶级之爱酒，可见一斑，也从侧面说明了黍的重要性，如果没有一定产量的支撑也无法发展酿酒业。
在甲骨文里，稷的原始字形为抽穗时的植株，象形，出现次数仅次于黍。稷属于禾本科，俗称谷子，去皮称粟即今天的小米，自史前至商代一直都是中原地区最主要的粮食作物，也是人们最主要的日常饭食。周代非常重视农业生产，时刻不敢忘记殷商灭亡的教训，尤其是对于酒持克制态度，严禁铺张浪费，黍的地位下降。康叔受封于卫，统治殷商遗民，当地酗酒成风影响生产和统治秩序。周公作《尚书·酒诰》，阐述商末酗酒亡国的惨痛教训，并在卫国宣布严厉的戒酒令，群饮可杀头。
周代非常重视稷的地位，不仅用稷来代表谷神，与社神（即土神）合称社稷代称国家，还把自己的始祖弃称为后稷。周灭商后封周公旦于曲阜，《史记·鲁周公世家》曾记载当地生产粟禾。贾谊的《新语》卷《春秋》记载了一个关于粟的小故事，当时鲁南小国邹穆公下令，喂鸟要用秕糠，不许用粟，表示“百姓煦牛而耕，曝背而耘，苦勤而不敢惰者，岂为鸟兽也哉？粟米，人之上食也，奈何其以养鸟也”。可见，当时鲁南诸地在春秋时已经盛产粟了。
秦朝，
小麦开始在北方普遍种植
《诗经》中还时常黍稷连称（彼黍离离，彼稷之苗。行迈靡靡，中心摇摇），但到了战国时代，在典籍里就已经看不到黍稷连称了，此时黍的重要性又比以前下降了。当时，麦的种植量不大，并不是经常性食粮；甲骨文中出现的秜指的是野生的稻，人们还未人工培育，更谈不上担当主粮的任务。在很长的历史时期里，北方人民是以粟米为主粮，一直到唐初“租庸调制”关于民户输租的规定，仍然以纳粟为正，包括麦子在内的其他粮食统统归入“杂种”。
到秦朝时，粮食依然以粟为主，但小麦已经开始在北方普遍种植，汉武帝时就曾经督促民众种冬小麦；东汉时，冬小麦的面积又进一步扩大。只是在三国至北朝时期，小麦的种植时间变了，春小麦越来越多，冬小麦面积萎缩。这种耕种时间的变化还导致了兵制的变化，进而影响了士兵的战斗力。北齐末年，北周进攻北齐，当兵临城下之际，连北齐的京畿兵也不能抵御，纷纷弃甲投降。有学者分析认为，正是因为北齐冬小麦的耕作时间长使得农民能够进行军事操练的农闲时间减少而导致的（《北齐书·幼主纪》）。
大概从战国到汉代，北方麦的栽培已经相当普遍，麦子和谷子或大豆轮栽，重要性次于粟而与大豆不相上下，或许比大豆还要重要些。自从石磨发明以后，人们食用麦子不再只是做粒食，也可以做面食，做饼，烹饪方式的改变让麦子的种植逐渐得到扩展。最晚到唐朝后期，小麦已经取得与粟同等重要的地位。宋代以后，小麦逐渐取代了粟的地位，直到今天依然是北方地区的主粮作物，自此开始形成北方人吃面食，南方人吃稻米的饮食习惯。
汉朝初年，鲁西南地区兴起稻田，尤其胶东地区已经种有大规模的水稻。在南方，稻更是首要作物，但是由于一直到中唐晚期，我国的经济文化中心都在黄河流域，以黄河为轴心，南方人口稀少，就当时的粮食生产情况来看，水稻的总产量远不及粟，至少在西汉以前还赶不上麦子和大豆。
宋朝，
水稻上升为最主要的粮食
到唐朝时，小麦、水稻的地位上升，粟的地位开始下降，但主粮排序依然是粟、麦、稻。唐初，麦子依然属于“杂稼”，在丰收年景甚至都不在市场销售，因为价格太低。唐中期以后，人口增长，饼食普及，麦子渐渐取得“正牌”粮食的资格。但这对于普通百姓来说并不是一件好事，因为政府部门开始把麦子纳入征税行列，唐德宗建中元年(780年)“两税法”已经明确把麦子作为征收的对象。
安史之乱以后，整个经济中心开始南移，北方人口大量南迁，大量的劳动力与先进的技术一起涌入南方。多少年来形成的以黄河流域为中心的北方世界渐渐开始向南方倾斜，这使得稻米在唐代主粮构成中所占的比例大大提高。诗人杜甫的《忆昔二首》其二就曾描写过开元盛世粮食丰收的场景，“忆昔开元全盛日，小邑犹藏万家室。稻米流脂粟米白，公私仓廪俱丰实”。密集的劳动力，水稻耕种面积的增长，双季稻的推广都增加了水稻的产量，南方稻米除了自给，还有富余，“南粮北运”的历史从此揭开序幕，中唐以后，南粮北运在有的年份竟然高达300万石。
宋朝时，主粮依然由粟、麦、稻三者构成，不过发生了两个重大变化。一是水稻上升为最主要的粮食；二是小麦的种植面积和产量超过粟，唐朝的粟、麦、稻格局变成了稻、麦、粟格局。北宋时，稻米不仅是南方居民的主粮，也是北方广大城市居民和军队、官员的主粮。宋室南迁后，稻米在主粮结构中的地位进一步增强。与此同时，麦的地位也超过了粟。在北方，小麦的单位面积产量比粟要高；在南方江淮流域，无霜期稍短，人们广泛采用麦、稻轮作。宋室南迁之后，大量中原人迁往南方，在饮食习惯影响下，麦子的种植面积更加扩大，总产量也超过了粟。粟作为第三主粮，依然在北方居民的饮食中占有重要地位。
