Grøntsagsproduktionen er en afgørende faktor for beskæftigelsen på 11,7 % inden for landbrug, fiskeri og skovbrug. I sommersæsonen er andelen endnu højere Dermed har de primære erhverv en langt større betydning for beskæftigelsen end i landets øvrige kommuner; for regionen samlet set er andelen i de primære erhverv kun 2,8 %. Af danske kommuner er det kun Læsø, der har en større andel beskæftiget i landbrug og fiskeri.
Korn er arealmæssigt den største afgrøde. På det ca. 8.000 ha store landbrugsareal er hovedafgrøderne byg og hvede, men på tredjepladsen kommer de kendte Samsøkartofler, der dyrkes på omkring 700 ha – knap 10 % af landbrugsarealet – mod ca. 1 % på landsplan. Hertil kommer, at frugt og grønt på friland udgør en langt større andel af landbrugsarealet end på landsplan. Der er en mindre animalsk produktion af svin, får og kødkvæg. Der var i 2020 kun en enkelt malkekvægsbesætning tilbage på Samsø.
Den absolut største kartoffel- og grøntsagsproducent, og samtidig Samsøs største virksomhed, er Brdr. Kjeldahl I/S, der også omfatter en frugtplantage, en mindre entreprenør- og transportvirksomhed samt et maskinværksted. Derudover driver virksomheden også Samsø Redningskorps ApS. Virksomheden blev oprettet i 1988 af de to samske brødre Søren Peter og Jens Kristian Kjeldahl. Siden 1993 har de solgt deres grøntsager til Dansk Supermarked (nu Salling Group). Brdr. Kjeldahl har igennem tiden opkøbt over 40 tidligere husmandssteder på øen. I 2019 havde virksomheden ca. 70 fuldtidsansatte beskæftiget med produktion, pakkeri og transport. Dertil kommer ca. 35 sæsonarbejdere hvert år. Både blandt de fastansatte og sæsonarbejderne er der en stor gruppe udlændinge.
Anpartsselskabet Samsø Grønt er med omkring 20 fastansatte den største distributør af kartofler og grøntsager fra Samsø. Selskabet ejes af samske kartoffelavlere. Det er en moderne produktionsvirksomhed med speciale i bearbejdning og salg af almindelige og specielle kartofler og grøntsager, og er kendt for at bruge avancerede robotter til håndtering og pakning. Samsø Grønt A/S og datterselskabet PSG A/S leverer bl.a. til Coop.