作物所需的營養元素可由植株體內的養分組成而確定。據測定，一般新鮮植株中含有75 -95%的水分和5-25%的物質。幹物質燃燒時，有機物在燃燒過程中氧化而揮發，餘下的則是由幾十種元素組成的，經生物試驗證實，其中有16種元素是植物生長所必需的基本營養元素。在必需的16種基本營養元素中，碳、氫、氧來源於空氣和水，作物比較容易獲得，而其他營養元素必須由土壤供給予。一般根據作物體內各種元素含量的多少分為大中量營養元素和微量營養元素。大中量營養元素一般占幹物質重量的0.1%以上，如氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫等；微量營養元素一般占幹物質重的0.1%以下，如鐵、硼、錳、銅、鋅和鉬等。以上12種營養元素占作物幹物質重量的10%以下。儘管如此，限制作物正常生長的往往是這些元素，它們的豐缺決定著作物的生長狀況。土壤中若缺少某種元素，則必須人為補充，以滿足作物生長發育的需要，這一過程即就是施肥。