肥料施入土壤以后，被土壤中水分溶解，变成土壤溶液中的养分，根系通过质流和扩散两种方式吸收这些养分。
质流是指通过植物的水分蒸腾作用，养分随土壤水分而迁移到根的表面，被根部吸收。
扩散是指植物根系吸收根附近土壤（称为根际土壤）养分后，使根际土壤养分数量相对低于土体其他部分，造成养分的浓度差，土体中其他部分养分，向根表面迁移，被根系吸收。
质流和扩散是根系吸收养分的主要途径。也有少量肥料养分不通过土壤溶液，而是在根系与它直接接触时，直接进行离子交换，被根系吸收，这种方式称为截获，通过截获吸收的养分数量很少。
对所有植物根系来说，可分成4个区域，自根尖开始依次向上，即分化区、伸长区、成熟区、全成熟区。其中成熟区形成很多根毛，又称根毛区，这是吸收养分、水分最活跃的区域，此区域距根尖约1cm左右。施肥应尽量施在这个层次，以利植物吸收。
从根系吸收肥料的特点看，施肥一定要结合灌溉，使肥料成为溶解状态，能够以质流或扩散方式被根系吸收。另外，施肥一定要施在根系活性强的部位，增大肥料与根系接触面积，增加肥料的“空间有效性”，对提高施肥效果有利。