1900年以来，我国棉花育种经历了从引种到自育的发展历程，完成了主要品种的6次更新换代，实现了种子供给从短缺到基本平衡的转变，棉花育种取得了举世瞩目的成就。从品种类型上，由种植亚洲棉到引进国外陆地棉品种，直至种植自育品种;从育种技术上，由系统选育发展到杂交育种，由常规育种发展到转基因育种，创新能力持续增强。

　　1.国外引种，第一次更换。从1904年开始，历时54年，这期间的主要特征是引进美国岱字棉15、斯字棉、珂字棉等以及苏联108夫、克克1543、2依3等陆地棉品种，逐步替代了我国长期种植的亚洲棉和草棉。其中，岱字棉15的种植面积一度占中国棉花种植面积的84.1%。这些美国棉花的大量引进，对我国棉花产业的发展及品种的改良起到了巨大的推动作用。

　　2.系统育种，第二次更换。随后的十年期间(1959—1969)，我国利用系统育种技术改进国外陆地棉品种，自己选育的棉花新品种得到了推广，例如在岱字棉15群体中选育出中棉所2号、中棉所3号，从斯字棉2B群体中选育出徐州1818、邢台6871等。这次更新，中国棉花单产在之前的基础上增加了两成，自育品种表现丰产、稳产且生育期短、适应性广，纤维长度有所增加，但综合品质仍然较低。

　　3.杂交育种，第三、四次更换。20世纪70年代，我国采用杂交育种技术培育出一系列新品种。鲁棉1号是我国推广面积超“亿亩”的大品种之一，结束了美国岱字棉品种在黄河流域棉区的主导地位。中棉所5号因耐旱耐涝性强成为20世纪70年代主要种植品种。军棉1号成为南疆20世纪80年代主要种植品种，完全取代了从原苏联引进的棉花品种，对新疆棉区的品种更替起到了重要的作用。20世纪70年代末到90年代初，中棉所10号因早熟成为我国短季棉育种的开创性品种，缓解了黄河流域棉区粮棉争地矛盾，实现了麦棉两熟双高产。经过这两次换种，我国自育陆地棉品种基本普及，品种的丰产性有较大提高。

　　4.抗性育种，第五次更换。针对棉花枯萎病和黄萎病危害日益严重，我国在20世纪80年代中期至90年代中期以控制病害为主要育种目标之一。通过打破高产与抗病性和纤维品质的遗传负相关，育成高抗枯萎病耐黄萎病品种中棉所12和86-1等。此外，中棉所17具有早熟、高产、优质、抗病、适于麦棉套种等优良特性，成为黄淮海棉区麦棉套种的主导品种。这一阶段育成的品种极大地促进了棉花丰产、抗病性、纤维品质的提升。自育品种完全取代了国外品种，结束了美棉一统天下的局面。

　　5.转基因品种引进与自育，第六次更换。从90年代至今(1991—至今)，主要特征是抗虫棉的推广。针对1992年、1993年黄河流域棉区棉铃虫的猖獗危害，我国培育出R93-1到R93-6等抗虫棉新品系，但因经济性状的缺陷未能推广。1996年和1998年我国先后引进美国转Bt基因抗虫棉分别在黄河和长江流域棉区种植。这次引进品种不仅解决了我国抗虫棉品种的短缺，还推动了基因检测方法、良种繁殖、精加工和包装技术的进步，使商品种子价格大幅提高。

　　1999年我国成功构建具有自主知识产权的Bt基因，成为世界上第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家，育成了转基因抗虫棉SGK321、中棉所41、鲁棉研15等，至2006年我国自主培育的抗虫棉品种种植面积占全国植棉面积的80%以上，到2010年我国自主培育的抗虫棉品种全面替代美国品种。2019年，由中国农业科学院棉花研究所培育的中棉所41种子搭载嫦娥四号在月面上完成了人类首次生物试验，并在月面长出了世界上第一株嫩芽。在月面成功发芽必须适应月球低重力、强辐射、高温差等严峻环境条件考验，“中棉所41”面对月面的各种恶劣环境，显现出强大的生命力，具有良好的广谱抗逆能力，对人类探索生命如何在地外星球生存具有重大意义。这是人类首次在月面的生物生长培育试验成功，而这一片震惊世界的嫩叶背后的棉花种子，却蕴含着中国众多农业科研人员几十年的心血，代表着中国棉花育种水平提升到新的高度。