La evaluación de la idoneidad de la tierra agrícola a escala regional es de gran importancia para proteger los recursos de tierra y agua y construir sistemas agrícolas sostenibles. Basado en el clima, el suelo, la topografía y los recursos hídricos superficiales, se establecen datos del índice de idoneidad de la tierra (LSI) para maíz, arroz y soja utilizando un proceso de jerarquía analítica y un modelo de análisis de elementos de materia (AHP-MEA) en la provincia de Jilin, China. Los resultados muestran que hay una correlación lineal positiva significativa entre el LSI y el rendimiento medido, lo que indica que el modelo tiene un efecto ideal y cierta importancia de referencia y extensión. Los principales factores limitantes para el cultivo de maíz y soja son el pH, el nitrógeno total (TN), el fósforo disponible (AP) y la textura del suelo, mientras que la escasez de agua limita el cultivo de arroz. Se establecen diferentes esquemas de optimización de la estructura espacial para el cultivo utilizando el LSI y el rendimiento medido, junto con índices económicos. Este estudio muestra que el esquema que integra la política y el costo puede hacer un uso completo de los recursos de tierra y agua y promover el crecimiento económico de la agricultura. Después de la optimización, las áreas de cultivo de maíz, arroz y soja fueron de 7,22, 2,44 y 0,71 millones de hectáreas, respectivamente, lo que representa un aumento de 15,71 mil millones de yuanes sobre el PIB agrícola para la estructura de cultivo existente. Se espera que este estudio proporcione una base para estudios de seguimiento sobre la idoneidad del cultivo de cultivos.