甜瓜喜溫耐熱不耐霜凍，栽培季節受霜期和積溫限制。中國西北、東北一年一作，春種秋收;華北、華南春種夏收。厚皮甜瓜多高畦栽培。中國西北少雨，形成了特有的灌溉用高畦和砂田的旱作栽培方式。華北用平畦栽培薄皮甜瓜，用高畦栽培厚皮甜瓜。華南採用高畦或瓜墩，便於排水。
甜瓜地上部蒸騰量大，根系好氧性強，不耐土壤高溼和低溫，適於pH6.0～6.8，土層深厚，有機質豐富，通氣性好的壤土或砂質壤土。對土壤酸鹼度適應範圍廣，具一定抗鹽鹼的特性。為防治枯萎病、蔓枯病應實行4～5年輪作。
直播或育苗均可。直播應在10釐米地溫穩定於15℃後進行。用乾子或催芽後直播。早熟栽培可採用塑料薄膜覆蓋，提前直播或育苗移栽。以營養缽等育苗為好，苗齡30～35天、3～5片真葉時定植。為預防土壤病害，可用南瓜、瓠瓜或抗病甜瓜作砧木進行嫁接栽培，種植密度取決於品種特性和整枝方式等。如新疆中、晚熟大果型厚皮甜瓜採用雙蔓整枝，每畝450～700株;早熟小果型品種單蔓整枝，每畝1000～1500株。多為寬窄行種植。
每生產1000公斤甜瓜，約需氮2.5～3.5公斤、磷1.3～1.7公斤、鉀4.4～6.8公斤。結果期吸收量最大，氮、鉀的吸收高峰約在座瓜後16～17天，磷的吸收高峰晚於氮、鉀。一般基肥應占總施肥量的1/2～2/3，且集中溝施或穴施。對有機肥反應良好。土壤中氮、磷、鉀的速效成分，苗期分別以15、10、80ppm為宜;結果期25、20、100ppm為宜。此外，對鈣、鎂和硼等元素較敏感，應酌情施用。
甜瓜蒸騰係數高(600～800)，苗期至座果期應保持土壤田間持水量的70%;結果前、中期為80～85%;果實成熟期為60～55%。如前期土壤水分過多，莖葉徒長，延遲座果;果實膨大期需水最多;成熟期土壤水分不可過多，以免延遲成熟和降低果實含糖量、風味和耐藏性。厚皮甜瓜對水分要求更嚴格，適宜的空氣相對溼度為50～60%，長期高於70%易侵染病害。
多數品種以孫蔓結瓜為主，應進行整枝摘心。整枝方式有單蔓式、雙蔓式、三蔓式和多蔓式。單蔓式主蔓不摘心，留第4節以上中部子蔓結果。雙蔓、三蔓、多蔓式，主蔓於3～5節摘心，選留2條、3條或多條強壯子蔓，在子蔓或子蔓適當部位的孫蔓上結瓜。結瓜後留2葉摘心。爬地栽培的甜瓜葉面積指數宜1.6～1.8，搭架栽培宜2～2.5。
開花時人工輔助授粉或用生長調節物質(如IAA、NAA等)處理可提高座果率。一般厚皮甜瓜每株留1～3個瓜，薄皮甜瓜2～4個。
選留莖蔓中部果實採種。花期放蜂或人工輔助授粉，可增加種子產量。甜瓜各變種間、品種間須隔離1500～2000米以上。雜種一代(F1)採種地母本與父本植株按5～6∶1間隔種植;利用雄性不育、隱性標記性狀、雌雄異花株、雌性系和化學殺雄等技術和措施可以簡化制種過程。種瓜充分成熟時採收，後熟7～8天，剖瓜取子。
病蟲害與防治
主要病害有霜黴病、白粉病、枯萎病、蔓枯病、炭疽病、疫病等(見黃瓜)，還有細菌性角斑病、病毒病(見蔬菜病害)。蟲害有瓜蚜、黃守瓜、根蛆、地老虎等(見蔬菜蟲害)。
貯藏與加工
甜瓜貯藏的適宜溫度，早、中熟品種為3～5℃，晚熟大果型品種2～3℃，空氣相對溼度為85%，用冷庫貯藏或用半地下式窖藏。