Las plantas necesitan diversos elementos químicos para prosperar. El oxígeno, carbono e hidrógeno provienen del agua y el aire. Los nutrientes secundarios incluyen magnesio, calcio y azufre, mientras que los micronutrientes esenciales son zinc, molibdeno, cobre, manganeso, cobalto, hierro y boro.
Los macronutrientes más críticos son nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), sin los cuales el crecimiento se ve gravemente limitado. El nitrógeno forma parte de los aminoácidos; el fósforo es clave en el ATP, principal fuente de energía celular; y el potasio, que representa hasta el 2% del peso seco de la planta, es vital para el metabolismo.
La deficiencia de estos macronutrientes impide la síntesis de componentes básicos como membranas celulares y proteínas. En la naturaleza, se obtienen de materia orgánica en descomposición. Los fertilizantes comerciales suministran N, P y K en proporciones indicadas en la etiqueta (ej. 10-10-10), siendo el resto material inerte, ya que otros elementos suelen abundar en el suelo.