Mötet avslutades efter tre timmar. Turkiska myndigheter gav då inga detaljer om hur mötet gått.
Nya samtal mellan Ryssland och Ukraina kommer att hållas i Turkiet i nästa vecka, meddelade den turkiska regeringen på kvällen. Försvarsminister Hulusi Akar säger i ett uttalande att delegationerna enades om "gemensamma kontroller" i hamnar och på rutterna över Svarta havet för att "garantera säkerheten".
Ett avtal som möjliggör att uppskattningsvis 20–25 ton spannmål lämnar ukrainska hamnar kan stå klart nästa vecka, enligt ministern.
"Strimma av hopp"
Samtalen har gett en "strimma av hopp för att minska mänskligt lidande och lindra hunger runtom i världen", sade FN:s generalsekreterare António Guterres. Han varnade dock för att vara alltför optimistisk, då en "överenskommelse ännu inte är helt klar".
– Inte bara vårt land utan hela världen är i behov av att det här lyckas. Om det är möjligt att avvärja Rysslands hot mot fartygstransporter i Svarta havet, kommer det att innebära en lättnad i den globala matkrisen, sade Ukrainas president Volodymyr Zelenskyj i sitt dagliga videotal enligt CNN.
Onsdagens möte var det första mellan ryska och ukrainska representanter sedan den 29 mars. Förhandlingar har försvårats av växande misstankar om att Ryssland försöker exportera spannmål som stulits från ukrainska bönder i ockuperade områden.
Ryskstyrda myndigheter i södra Ukraina har å sin sida anklagat ukrainska styrkor för att bränna ner skördar och minera åkrar.
Förvärrar matbristen
Ukraina är normalt en av världens största exportörer av spannmål. Satellitbilder från den amerikanska rymdstyrelsen Nasa visade i förra veckan att 22 procent av jordbruksmarken i Ukraina ockuperats av Ryssland. Samtidigt blockeras transporter från ukrainska hamnar av kriget.
FN har varnat för att kriget riskerar förvärra livsmedelsbristen i världen, och drabba fattiga länder hårdast.