Este ensaio trata sobre a aplicação dos operadores cognitivos sistêmico, dialógico e recursivo da complexidade no estudo dos agroecossistemas. O objetivo é aproximar o pensamento complexo de Edgar Morin aos estudos sobre agroecossistemas para contribuir na superação das limitações dos formatos convencionais de pesquisa e apoiar pesquisas interdisciplinares. O pensamento convencional cartesiano implicou em consequências como a separação entre a agronomia e a ecologia e entre o homem e a natureza, assim como formatos de pesquisa cegos ao ambiente. O pensamento de Edgar Morin pode contribuir com o enfoque agroecológico no enfrentamento desses problemas gerados pelo paradigma de pesquisa dominante. Para discutir sobre este potencial verificamos a aplicabilidade de três operadores cognitivos da complexidade nos estudos sobre os agroecossistemas. O ensaio mostra que os operadores cognitivos permitem estudos que não sejam cegos ao ambiente, que incorporam o ser humano à natureza, superam o divórcio entre a agronomia e a ecologia e apoiam estudos interdisciplinares nos agroecossistemas.