作为肥料三要素的氮、磷、钾，是首先应该充分供应的养分要发挥其他养分的作用，也需在氮、磷、钾充足的基础上才有可能。它们各自的作用分为以下几点：
1、碳、氢、氧；它们是植物体内各种重要有机化合物的组成元素，如碳水化合物、蛋白质、脂肪和有机酸等；植物光合作用的产物——糖，是由碳、氢、氧构成的，而糖是植物呼吸作用和体内一系列代谢作用的基础物质，也是代谢作用所需能量的原料；氢和氧在植物体的生物氧化还原过程中也起着很重要的作用。
2、氮；蛋白质和核酸中都含有氮素，而蛋白质又是构成原生质的基本物质。氮是叶绿素的组成成分。叶绿素是高等绿色植物进行光合作用不可缺少的物质；氮也是植物体内许多酶的成分。酶是一种催化剂，如同发面时用的“起子”一样，能控制体内各种生物化学反应的过程；一些维生素和生物碱中也含有氮素。
3、磷；磷是细胞核和核酸的组成成分。核酸在植物生活和遗传过程中有特殊作用。磷脂中含有磷，而磷脂是生物膜的重要组成部分。腺三磷成分中有磷酸，而腺三磷是植物体内能量的“中转站”，积极参与能量代谢作用。磷是植物体内各项代谢过程的参与者，如参与碳水化合物的运输，蔗糖、淀粉及多糖类化合物的合成。磷还具有提高植物抗旱、抗寒等抗逆性和适应外界环境条件的能力。
4、钾；钾是光合作用中多种酶的活化剂，能提高酶的活性因而能促进光合作用。钾能提高植物对氮素的吸收和利用，有利于蛋白质的合成。钾具有控制气孔开、闭的功能，有利于植物经济用水。钾能促进碳水化合物的代谢，并加速同化产物向贮藏器官中运输。钾还能增强植物的抗逆性，如抗旱、抗病等。
