三系就是生产这种三系杂交稻所需要的水稻细胞质雄性不育系、水稻细胞质雄性不育保持系和水稻细胞质雄性不育恢复系水稻细胞质雄性不育系（简称不育系，代号 A）是指一种外部形态和普通水稻相似的特殊水稻它的雄性器官发育不正常，花粉不育；并且这种雄性不育现象由细胞质基因所控制， 自然界存在的大部分水稻中不存在修复这种不育性的核基因， 只有少数水稻存在修复这种不育性的核基因它的雌性器官发育正常，能接受正常花粉受精结实，是方便大量获得水稻杂交种的必备遗传工具水稻细胞质雄性保持系（简称保持系，代号 B）是指能够保持不育系的细胞质雄性不育性的一种水稻它的核基因型与不育系相同，但细胞质基因是正常可育的，具有可育花粉，能够自交结实繁殖由于保持系的核基因型与不育系一样，不能够修复这种由细胞质基因所控制的不育性， 因此它给不育系授粉产生的杂种 也是不育的，用于繁殖不育系，即 A xBfA水稻细胞质雄性不育恢复系（简称恢复系，代号 R）是指能够修复细胞质雄性不育性的一种水稻它具有能够恢复细胞质雄性不育性的核基因（恢复基因），与不育系杂交产生的杂种（即杂交稻）正常可育且具有杂种优势杂交水稻是两个遗传组成不同的水稻品种（即不育系与恢复系）杂交产生的后代（代号 F1）,它在产量等重要农艺性状方面优于双亲或对照品种。
水稻细胞质雄性不育系与细胞质雄性不育恢复系杂交，就产生了三系杂交稻，即 AxRfF1三系法杂交水稻系统可用如下图示概括：三系法杂交水稻系统鑿殖恢复系縈殖不肯系 鑿殖餘持系 生产諛交种注二符号x表示朶交，符号表示自交细胞质不育原理 三系不育系是属于细胞质雄性不育遗传控制不育性的， 也就是三系不育系的细胞质中携带不 育胞质基因（CmS,而细胞核中为不育保持基因（rfrf），由于胞质中不育基因的表达其植株的花粉 和小穗均表现为不育；同核异质保持系细胞质中携带可育胞质基因（ cms）,而细胞核中不育保持基因（rfrf），由于胞质中可育基因的表达其植株的花粉和小穗均表现为可育 因为，生物的受精过程中精子只提供细胞核内的物质， 而细胞质内的所有物质不被遗传， 也 就是细胞质表现出母体遗传的特点， 所以当不育系与保持系杂交时，保持系中的可育胞质基 因（cms）不被导入，杂交产生的种子其细胞质中仍为原来不育中携带不育胞质基因 （CmS ,而细胞核中不育系与保持系的基因型为同型系， 杂交产生的种子细胞核中基因型也为相同的（rfrf），结果，杂交产生的种子由于携带不育胞质基因（CmS和不育保持基因（其植株与 rfrf），基因与原来的不育系是完全一样的，既表现为不育特征。