按照作物必须营养元素学说，经过一百多年的大量研究试验，已经确定的植物生长发育必需营养元素共有16种。植物对16种必需营养元素的需要量相差很大。
一般分三类：
一是大量元素。包括碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）等6种元素。其中碳（C）、氢（H）、氧（O）3种元素空气、水就含有，非常丰富，不需要补充。而氮（N）、磷（P）、钾（K）3种元素植物需要量很多，且土壤中都很缺乏，所以需要常年、每季作物进行补充，故称为“肥料三要素”。
二是中量元素。包括钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）等3种元素。这3种元素在中国南方土壤中含量一般比较丰富。
三是微量元素。包括硼（B）、锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）、锰（Mn）、氯（Cl）等7种元素。其中硼（B）、锌（Zn）、钼（Mo）3种元素在南方土壤中含量比较缺乏，需要补充。锌、铁、铜北方土壤中缺乏一些。氯元素因为植物需要量少，而土壤常常含量比较多，有时会出现中毒症状。
另外，禾本科植物水稻、小麦、玉米、大麦、高粱、燕麦、荞麦、粟米等，硅（Si）也是必需营养元素，所以禾本科植物确定有17种必需营养元素。
植物16中营养元素在体内含量：大量元素碳（C）、氢（H）、氧（O）等合计约95%；大量元素氮（N）、磷（P）、钾（K）等合计约3%；中量元素钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）等合计约1.5%；微量元素硼（B）、锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）、锰（Mn）、氯（Cl）等合计约0.5%。
