植物生长所需的化学元素都是已知的——碳、氢和氧，可以从空气和水中获得，因此供应充足；氮、磷、钾，三大营养素；硫、钙、硼和镁，次级营养元素；钴、铜、铁、锰、钼、锌等微量元素。为了让植物长得更快，就必须为植物提供其所需的元素，这就是施肥的目标。大多数情况下只需供应氮、磷和钾，因为植物对其他化学物质的需要量要低得多，而且一般在大多数土壤中都有，因此氮、磷、钾是植物生长的最大限制。
植物吸收营养元素的基本过程已经确定。无论营养物质来自有机还是无机，植物都只能吸收某些形式的营养元素。例如，氮只以硝酸盐（NO3-）离子或铵（NH4+）离子的形式被吸收，钾只以钾离子的形式被吸收。因此，植物不能区分来自有机肥料和无机肥料来源的营养物质。
水溶性无机肥料很容易以这些形式为植物提供养分。然而，当有机形式如粪肥或堆肥施用于土壤时，有机物必须首先被微生物及其以离子形式释放到土壤中，即有机营养物质必须矿化或分解转化为无机形式，植物的根才能够吸收它们。因此，与可溶性无机肥料的营养元素相比，来自有机肥料来源的养分对植物来说不那么容易获得。此外有机肥料的N-P-K比例较低，大多数有机肥的三种营养元素水平接近1-1-1，导致需要大量施用，因此，用有机肥来满足植物对氮的所有需求可能会导致磷的过度施用。
当然有机肥也有许多优点——除了释放营养元素外，随着有机肥的分解，还能改善土壤结构，提高土壤保水和养份的能力；由于有机肥是缓释肥料，过度施肥不太可能伤害植物；几乎没有危险的有毒化学物质和盐的积累；有机肥料是可再生的、可生物降解的、可持续的。当然，有机肥缺少合适的计量标准，因此各种有机肥的效应都是不一样的。在新鲜蔬菜中不当使用动物粪便作为有机肥来源，会导致大肠杆菌污染等严重的食品安全问题。
