Au cours de ces dernières années, la gestion des agro-écosystèmes est devenue un enjeu majeur du développement durable. Cette gestion doit permettre de résoudre des problèmes environnementaux cruciaux et doit prendre en compte les brusques changements de contexte tels que les changements climatiques ou de politique agricole, etc. La réponse à ces problèmes de décisions complexes passe par un recours accru à la modélisation, la simulation et l’expérimentation virtuelle. Dans cet article, nous présentons des travaux récents de l’intelligence artificielle ayant contribué au thème de la modélisation et la simulation de systèmes complexes pour l’analyse des modèles agronomiques et la conception de décision. Nous présentons des formalismes originaux pour la modélisation et la simulation de systèmes complexes ainsi que pour la conception de stratégies basés sur les réseaux de contraintes pondérées ou les processus décisionnels de Markov. Nous abordons ensuite le couplage entre les deux thèmes simulation et décision. Enfin, nous illustrons l’utilisation de ces méthodes et modèles sur plusieurs cas d’études en gestion des agro-écosystèmes.