除草剂在防治杂草的同时，必须对作物具有高度的安全性；由于各种除草剂具有不同程度的选择性与杀草谱，所以才能用于不同作物防治各种杂草。
1.物理选择性
除草剂必须接触并滞留于杂草叶表面，使其充分吸收并产生除草效应，而物理选择性则直接影响除草剂与杂草接触及滞留的一些因素，这种选择性不受植物本身的影响，主要决定于用药量、剂型及除草剂雾滴在叶表面的滞留等。由于作物与杂草敏感性的差异，有时采用不同剂量就可以达到防治某些杂草而不伤害某些作物的选择性。阿特拉津是防治玉米田大多数杂草的高效除草剂，但采用低剂量可用于苜蓿与棉田除草；草甘膦是灭生性除草剂，但用极低剂量可以防治大豆田菟丝子。
剂型显著影响除草剂的滞留，乳油及农乳剂比水剂易于在叶表面滞留，而气候条件对滞留也发生影响，如高温促进一些除草剂在叶表面的挥发，降雨则使除草剂从叶面淋洗；颗粒剂在作物出苗后处理，由于难以粘着和滞留于作物茎叶上，故选择性增强。一些经济作物与蔬菜在定植前，用活性炭处理根，可避免一些土壤处理除草剂的伤害。
2.生态选择性
生态选择性是由于作物与杂草生态差异造成的，主要表现在叶片形态、生长点、胚芽鞘、根及地下营养繁殖器官等。
(1)叶片 叶片特性如叶片形状、叶姿、叶表面蜡质层、叶片数与分布等显著影响除草剂雾滴的粘着、滞留与展布，从而造成选择性的差异。如小麦、水稻等禾本科作物叶表面有一层蜡质，叶片狭长，与主茎间角度小，喷施除草剂后，药液雾滴不宜粘着子叶表面而散落于土壤中；反之，像苍耳、苘麻等阔叶植物叶片宽大，在茎上水平展布，故能截留较多的药液雾滴。因此，应用2,4滴、2甲4氯等能有效防治阔叶杂草，而不伤害小麦、水稻、玉米、谷子等禾谷类作物。
(2)生长点 禾谷类作物节间生长，生长点位于植物基部并被叶片包被，而阔叶杂草的生长点则裸露在植株顶部及叶腋处，易于直接接触除草剂而受害，这是一些除草剂在禾谷类作物与阔叶杂草之间产生选择性的因素之一。
(3)胚芽鞘节 禾本科植物的胚芽鞘节和胚芽鞘包被的叶与茎尖是吸收一些土壤处理剂的主要部位，胚芽鞘节在土壤中所处位置因植物而异，野燕麦、稗草、绿狗尾草等不论种子播深如何，其胚芽鞘节始终处于土表下1.3cm土层；而大麦、水稻等的胚芽鞘节则处于种子之上3.8cm处，故随着播种深度的变化，其胚芽鞘节在土表下所处深度不同；玉米、高粱的胚芽鞘节接近土表，与播种深度无关；小麦胚芽鞘节则处于玉米与大麦之间。这种作物与杂草以及不同作物之间胚芽鞘节在土壤中所处位置的差异造成一些苗前土表处理除草剂的选择性；大多数禾本科杂草幼芽的胚芽鞘节是吸收除草剂的主要部位，而大麦、小麦吸收燕麦畏的部位是胚芽鞘节之上10～15mm处。这样，根据不同植物胚芽鞘节、茎间及被胚芽鞘包被的叶片在土壤中所处位置以及除草剂施于土壤中的位置，就可以防治一部分杂草幼芽而不伤害某种作物。
(4)根 有些作物如大豆与棉花的胚根中含有大量未扩增的细胞，不进行细胞分裂，根即可显著增长，使根尖迅速伸出药土层，避免吸收或或少吸收除草剂，从而产生选择性。
3.生理选择性
不同植物对除草剂生理反应的差异可导致选择性，这种差异主要在于植物对除草剂吸收与传导。
(1)吸收 除草剂通过茎叶与根系进入植物体内，不同种植物或同种植物的不同生育期对除草剂吸收不同。叶片角质层厚薄及其特性、气孔数及大小、开张程度等均影响吸收；不同植物单位叶面积的气孔数相差可达10倍，气孔大小相差5～6倍；气孔多而大、开张程度大、角质层薄的植物易于吸收，植物幼龄叶片由于角质层发育差而易吸收，叶片下表皮由于气孔多及微气候空气湿润而易于吸收。
(2)传导 植物对除草剂的传导速度与数量主要因除草剂的品种特性、植物种类及环境条件而异。如豆科威在敏感植物稗草幼芽内传导迅速，但在小麦植株内传导很差，稗草幼芽内含量比小麦高8倍。大豆与棉花同等吸收扑草净，但在大豆幼芽内的含量比棉花高4倍；水稻吸收禾大壮后仅向上传导，而稗草既向上也向下传导，并分布于植株各个部位；2,4滴在菜豆等敏感植物体内的传导速度与数量显著大于禾本科植物，它在甘蔗生长点中的含量比菜豆低10倍。图2-2为2,4-滴在单、双子叶植物体内的传导示意图。
图1-1 2,4-滴在单、双子叶植物体内的传导示意图
4.生物化学选择性
生物化学选择性是除草剂的真正选择性，具有这样选择性的除草剂品种用于作物田安全幅度最大，这种选择性是通过除草剂在植物体内进行一系列生物化学变化而实现的，这些生物化学变化基本上都是酶促反应。生物化学选择性受植物生长发育状况、植物品种、外部环境条件的影响。
(1)活性化机制差异导致的选择性 这类除草剂品种本身并没有选择性与活性，但被杂草吸收后在体内将其转变为具有活性的化合物，从而发生除草效应；而作物虽然吸收除草剂，但在体内不发生转变，故不受害。如2甲4氯丁酸在荨麻(Urticathunbergiana)等阔叶杂草体内通过β-氧化作用转变为2甲4氯(图2-3)，使杂草受害而死亡，而三叶草、芹菜等体内不存在β-氧化作用，故虽然吸收药剂也不受害。同样道理，其他一些除草剂在敏感杂草体内也是通过不同的生物化学反应转变为生物活性型而产生除草剂效应，如新燕灵在野燕麦体内通过羧酸酯酶转变为生物活性酸。
图1-2 2甲4氯丁酸在荨麻等阔叶杂草体内的活性化作用
(2)钝化机制差异导致的选择性 作物吸收除草剂后，在体内通过酶诱导的生物化学反应将除草剂转变为无活性的化合物或完全分解，而杂草由于缺乏这些反应受害死亡。除草剂在作物体内进行的钝化反应主要是氧化、水解、还原等作用。
(3)生物化学选择性的一般过程 生物化学选择性是绝大多数除草剂品种具有的一种重要特性，这种选择性并不单纯局限于某一种反应，而是多种反应共同作用的结果。例如阿特拉津在抗性作物玉米体内既进行脱氯反应，也进行N-脱烷基化反应以及轭合作用。
除草剂在抗性作物体内不论进行何种生物化学反应，其结果都是降低或丧失生物活性，以达到对作物安全的目的。
5.人工选择性
人工选择性是根据除草剂的性质和生物活性特点，土壤环境条件以及作物和杂草的生物学特点的差异，选择适当药剂和使用方法而形成的选择性。这种选择性受多种因素的制约，安全幅度小，使用技术要求高。但它可以使很多没有生理生化选择性的除草剂，甚至是灭生性除草剂得以在农田使用。如有些灭生性除草剂如百草枯、草甘膦活性很强，杀草谱广，但缺乏选择性。在这种情况下，可以根据除草剂的特性，结合作物与杂草生物学特性的差异及耕作栽培方法，在使用技术上人为赋予其选择性，扩大百草枯、草甘膦除草剂的应用范围。
(1)位差选择性 利用作物与杂草种子根系在土壤中所处位置的差异以及作物和杂草在地面的分布差异，使除草剂与杂草种子、根系或植株处于同一位置，使其接触较多的药剂，而作物分布的层次不同，接触很少药剂，因此形成了选择性。在利用位差选择性时，必须考虑除草剂的水溶度、土壤物理化学特性及降雨量，水溶度高的除草剂，施药后降大雨以及轻质土均有利于除草剂向下层淋溶，因而易于伤害作物。具体施药方法有三种。
①播后苗前土壤处理法 在作物播种后出苗前，选用水溶性差，不易淋溶的除草剂喷撒在土壤表层(约1～2cm)，使表层的杂草种子不能萌发或杀死在萌芽状态，而作物种子因处于土壤较深层次接触不到药剂，可正常发芽生长。大豆、棉花等大粒种子播种较深，而一年生杂草多在土表层萌发，故在播种后使用2,4-滴、利谷隆等除草剂，药剂被土壤吸收而停滞在表层，从而防治杂草幼芽而不伤害作物。但小粒种子浅播，除草剂水溶性大就不宜使用此法处理，沙性土壤，降雨多的地区，应用这种方法应注意药剂淋溶可能产生药害。
②深根作物生育期土壤处理法 利用作物根深，杂草根浅的差异，把水溶性小不易淋溶的除草剂，施于土表，杀死杂草而不伤及作物，例如用西玛津、敌草隆防除果园杂草等。
③作物生育期行间处理法 在作物生育期采用保护性措施或定向喷雾技术喷洒非选择性除草剂，可用定向喷雾法或加保护罩，使药液不与作物接触，仅喷杂草。如在玉米生育期定向喷洒百草枯或在果、茶、桑、胶园中安装保护罩进行喷洒，以消灭树干周围的杂草，棉田用草甘膦防除杂草等。
(2)时差选择性 利用作物与杂草发芽及出苗期早晚的差异应用除草剂而导致的选择性。某些除草剂见效快、土壤中持效期短，在作物播种前或出苗前施用，利用杂草与作物出苗的时间差异达到杀死杂草、而不伤害作物的目的。如水稻机械旱直播栽培中，稗草发芽、出苗比水稻早，待大多数稗草出苗后，喷洒百草枯可彻底消灭稗草，药剂接触土壤后迅速失效，故对其后水稻出苗无影响。冬小麦在播种前喷施草甘膦防治已出苗的看麦娘、繁缕等杂草，然后播种；苜蓿在春季返青前，多数杂草已返青或出苗，可喷施百草枯进行防治而不伤害苜蓿。
(3)利用位差与施药等综合选择 水稻插秧后使用丁草胺、杀草丹等除草剂能安全有效地防除稻田杂草，是利用了位差和施药方法等综合的选择性。因此时杂草处在敏感的萌发期易被除草剂杀死，而稻秧已是生长期对除草剂的耐性较强而不被伤害；施用除草剂时采用颗粒剂撒施或撒毒土，也使稻苗不易附着药剂而避免受害；另外使用的药剂水溶性很小，能固着在表土层，使萌动的杂草接触药剂而死亡，而插秧后的水稻根系和生长点均处在药层土以下，接触不到药剂，故不受害。
(4)利用保护物质或安全剂提供除草剂的选择性 某些除草剂选择性不强，易产生药害，可通过使用保护物质而提高选择性，例如水稻和玉米等种子用活性炭处理，因其对药剂有强烈的吸附性，因而可避免或降低取代脲类除草剂的药害。在播种沟里撒施活性炭也可以避免或减轻一些除草剂对作物的药害。
利用安全剂提高某些除草剂的选择性，增加对作物的安全性。如NA用于玉米、燕麦种子拌种，可减轻甲草胺等除草剂对玉米和燕麦的药害；R-用于水稻和玉米拌种，可提高甲草胺等除草剂对玉米和水稻的安全性。丙草胺与安全剂CGA-混合，可安全地用于稻田；通常甲草胺和杜耳都不适用于高粱田，但高粱种子经安全剂flurazole和Goncep处理后，就可以使用，而不产生药害。
除草剂的选择性原理多种多样，但所有这些选择性均是相对的，如应用不当，如用药量过高，使用时期不当等都会发生药害，产生不可估量的损失。
(5)转基因抗除草剂作物 近年来在大豆、玉米、小麦、棉花、油菜、亚麻、甜菜、水稻等作物上，培育成功了一系列抗除草剂品种并得到大面积推广。通过转基因技术，使作物获得或增强了对除草剂的抗性，从而解决了除草剂的选择性问题，使许多优秀的灭生性除草剂得以广泛使用。如在转基因抗草甘膦大豆生育期喷施草甘膦防除杂草，因为大豆具有抗性，所以不受害。