El envejecimiento de la población rural plantea un gran desafío para la producción agrícola de China, que está dominada por pequeños agricultores. Basándose en los datos de panel de 30 provincias o ciudades (excepto Tíbet) en China de 2005 a 2020, se emplea el índice DEA-Malmquist para medir la productividad total de los factores agrícolas (ATFP) en cada provincia (ciudad), y luego se utiliza el modelo de efecto de mediación para revelar el mecanismo por el cual el envejecimiento de la población rural afecta al ATFP a través de la transferencia de tierras, los servicios sociales agrícolas y la maquinaria agrícola. Los resultados muestran que el envejecimiento de la población rural ha contribuido significativamente al ATFP, y la transferencia de tierras, los servicios socializados agrícolas y la maquinaria agrícola tienen un efecto mediador en el aumento del ATFP. La descomposición adicional del ATFP revela que el envejecimiento de la población rural puede contribuir significativamente a la eficiencia de escala y a la tasa de progreso técnico a través de la transferencia de tierras, los servicios de socialización agrícola y la maquinaria agrícola, pero no tiene un efecto significativo en la eficiencia técnica pura. Para promover el desarrollo agrícola de alta calidad y alta eficiencia en el contexto del envejecimiento de la población, es necesario optimizar el entorno de mercado para la transferencia de tierras, mejorar el sistema de servicios agrícolas socializados y seguir fortaleciendo la innovación en ciencia y tecnología agrícola.