Tại nhiều hệ thống thâm canh sản xuất lúa gạo trên thế giới, việc sử dụng các hóa chất nông nghiệp (phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật) đã cho thấy hai kết quả trái ngược nhau: một mặt là làm gia tăng sản lượng và mặt khác là ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dân và môi trường. Mục tiêu của bài viết này là xây dựng một khung phân tích để đo lường, xem xét khía cạnh bền vững của việc sử dụng hóa chất nông nghiệp và tác động của nó đến môi trường. Khung phân tích được thiết lập dựa trên các khái niệm về thâm canh sản xuất lúa, ngoại tác tiêu cực trong sản xuất nông nghiệp, và phát triển bền vững đã được vận dụng để đưa ra một tầm nhìn rộng và tập trung đến sự phát triển. Do vậy, bài báo đã phân tích tổng hợp toàn cảnh mối quan hệ giữa các khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, môi trường, và chính sách, mà điều này chưa được đề cập trong các nghiên cứu trước đây tại Việt Nam. Lợi ích riêng cho nông dân trồng lúa, và các ảnh hưởng xấu có thể có của việc sử dụng các hóa chất nông nghiệp được đề xuất là nên nghiên cứu tại cấp nông hộ.