氨的人工合成，不仅解决了农业所需的大量廉价肥料，而且书写了人类化学史上的重要篇章。
氮肥对农作物的生长起着至关重要的作用。在19世纪前，农业上所需要的氮肥主要来源于人畜粪便、花生饼、豆饼等。
空气中五分之四都是氮气，但这些氮气无法被植物直接吸收，人们迫切需要利用空气中的氮气来大规模廉价生产氮化物，氮肥中最主要的就是氨盐氮肥。
氨是由氢和氮两种元素组成的一种化合物，空气中存在大量的氮气，水中含有大量的氢，如果能利用空气和水为原料合成氨，则可生产出农业生产所需要的氮肥。为此，许多国家的科学家进行过不懈的探索和研究，但一直到20世纪初，仍未如愿以偿。
1902年初，德国化学家哈柏去美国科学考察，参观了一个模仿自然界雷雨放电来生产固定氮的工厂，产生了浓厚兴趣。回国以后，哈柏一头扎进实验室，开始了漫长而系统的探索研究和实验。
他先是按照传统的做法，让氢气和氮气在常温下进行反应，怎么也得不到氨气。他又给混合气体通电火花，结果有微量的氨生成。虽然只有很少量的氨气，却给哈柏极大的鼓舞，这说明合成氨并非是不可能的。
随后，他又在高压条件下反复进行实验，但结果还是很不理想。
哈柏又一头扎进图书馆里，荷兰化学家范霍夫和法国化学家勒夏忒列等人的着作使他如获至宝。
1904年，哈柏对合成氨进行了大规模的实验。他在常压和1000℃的温度下，用铁粉作催化剂，让氢气和氮气进行反应，得到了0.12%浓度的氨。这表明合成氨的反应已初露曙光。
在寻找合适温度和气压条件以及最佳催化剂的探索中，他经过了6500多次压强和温度的改变实验，选用的催化剂材料达2500种之多。
终于在1909年7月，他和助手在500℃—600℃的高温和175—200个大气压的高压下，用锇—铀为催化剂，进行合成氨反应的实验。最终液态氨的浓度为8%，实验取得了实用价值的突破。
1910年，第一座合成氨实验工厂诞生了。哈柏提出了“循环”新概念，为的是不使绝大部分氢气和氮气白白浪费掉。即将8%的氨冷凝后分离出来，而将未反应的氮气和氢气重新作为原料循环使用，就能提高原料气的利用率。于是，他按照这条思路成功地设计了原料气的循环工艺，这就是哈柏发明的氨合成方法。直到今天，人们仍在使用这种合成氨的方法。
世界上第一个合成氨厂于1911年开始建造，1913年在巴斯夫公司建成并投产，年产量达到9000吨。一个简单的化学反应从此发挥出巨大的社会效益和经济效益，其间，哈柏和他的同事们历经数载，做了2万多次实验。
氨的人工合成书写了人类化学史上的重要篇章。它的意义不仅仅是使大气中的氮变成生产氮肥的、永不枯竭的廉价来源，从而使农业生产依赖“大自然”的程度大大减少，而且极大地推动了相关科技的发展，从这点上说，哈柏开创了化学的新时代。