I sistemi di coltivazione idroponica comprendono tutte le tecniche di coltivazione artificiale condotte in un mezzo diverso dal terreno e impiegate prevalentemente nell’ortoflorovivaismo.In questi casi, la pianta viene irrigata con una soluzione nutritiva di acqua e composti (per lo più inorganici) in grado di apportare tutti gli elementi che la pianta assumerebbe normalmente con la nutrizione minerale.I sistemi idroponici possono essere classificati secondo la presenza e il tipo di substrato (colture su substrato o idrocoltura), secondo il tipo di irrigazione che apporta la soluzione nutritiva alle piante (irrigazione a goccia o subirrigazione) e a seconda che la soluzione nutritiva ricircoli o meno (ciclo aperto). Nel ciclo chiuso non è possibile, o meglio, la soluzione nutritiva, che fuori esce dal substrato, perlite, lana di roccia fibra di cocco o altro, ha una concentranzione di fertilizzanti e un pH talmente alto che non è possibile rimetterlo in circolo.
Mentre la coltivazione in substrato è, in genere, quella più utilizzata per gli ortaggi e la fragola, le coltivazioni liquide, cioè senza substrato, come la Nutrient Film Technique (NFT) e il Floating system (coltura galleggiante) sono impiegate soprattutto per gli ortaggi a foglia, quindi piante di taglia ridotta e a ciclo breve.
Nel caso di substrati, i mezzi di crescita sono a base di torba, pomice e fibra di cocco, oppure di origine artificiale (perlite, argilla espansa, lana di roccia, ecc.). L’apporto di soluzione nutritiva si realizza tramite microirrigazione o per subirrigazione.
Nella FNT, una pellicola sottile di soluzione nutritiva fluisce continuamente o ad intervalli attraverso canalette di plastica poste in leggera pendenza nelle quali l'apparato radicale cresce liberamente. L'NFT è un sistema a ciclo chiuso.
Nel Floating system le piante sono invece allevate su supporti galleggianti messi in vasche riempite di soluzione nutritiva. La soluzione nutritiva è stagnante o quasi, con un lento ricircolo effettuato attraverso un serbatoio dove è aerata, controllata, regolata per pH ed EC e, alla fine, disinfettata.
C'è, inoltre, la coltura aeroponica in cui le piante sono coltivate in pannelli di plastica forati con le radici sospese in aria e nell'oscurità. Le radici sono irrorate per nebulizzazione con soluzione nutritiva generalmente per alcuni secondi ogni 5-10 minuti. A differenza di quanto avviene nella coltivazione idroponica, le radici essendo libere da qualsiasi substrato, non contengono residui di sostanze chimiche. In aeroponica si ha la possibilità di rimuovere l'azoto e tutti i nitrati e nitriti negli ultimi giorni di coltivazione, avendo come risultato, un prodotto perfettamente pulito e libero da ogni sostanza. Questo è possibile, grazie al sistema alla tecnologia industriale, potento cambiare coltivazione con pochi gesti in pochi secondi.
A differenza di quanto avviene nella coltivazione tradizionale, gli ortaggi coltivati in idroponica non contengono residui di sostanze chimiche utilizzate per la geosterilizzazione e, di solito, sono molto puliti. La corretta gestione della soluzione nutritiva può migliorare decisamente le caratteristiche nutrizionali e igieniche: ad esempio, in idroponica si ha la possibilità di rimuovere l’azoto dalla soluzione nutritiva negli ultimi giorni di coltivazione oppure ridurre significativamente la concentrazione dei nitrati nel prodotto da raccogliere. Una caratteristica importante soprattutto per specie come la lattuga, che accumulano elevate quantità di nitrati.(Questo passaggio in idroponica, non è possibile, perchè il sacco o vaso è completamente impregnato di fertilizzanti, per ottenere un risultato simile ci vuole un lavaggio completo del sacco che dura molto tempo, portando EC a 0.5, questo è veramente molto complicato).
Tra gli svantaggi, si segnalano gli elevati costi di impianto, lo scarso volume disponibile per l’espansione radicale e il ricircolo della soluzione nutritiva che può aumentare la diffusione di patologie legate all’apparato radicale. In questi casi si può e si deve intervenire disinfettando la soluzione tramite pastorizzazione, esposizione a raggi UV, ultrafiltrazione o, ancora, trattamenti con iodio od ozono.