氮肥的有效成分是氮素，氮是构成蛋白质的成分，蛋白质是构成原生质的基本物质，而植物细胞原生质是植物体内新陈代谢活动的中心。氮还是核酸、核蛋白的组成成分，对植物生长发育和遗传变异有重要影响。氮还是叶绿素的组成成分，缺乏氮素，叶绿素合成受阻，叶色失绿出现黄白颜色。氮还是作物体内多种酶的组成成分，直接影响植物体内多种生化反应的进行。
判断植物该不该施氮肥，主要根据氮的生理功能，诊断植物是否有氮素缺乏症状。这些症状主要是：生长受阻，植株矮小，叶色变淡、变黄，由下部叶片开始逐渐向上发展，植物出现早衰。不同植物缺氮症状不同，稻、麦类植物，植株矮小，分蘖少，叶直立，黄绿色，茎短而纤细。玉米需氮量较多，缺氮时苗期生长缓慢、矮瘦，叶色黄绿，老叶从叶尖沿着中脉向叶片基部逐渐枯黄，叶边缘仍保持绿色，但呈现卷曲状。油菜缺氮生长瘦弱，叶片少而小，叶色黄，营养生长不良。棉花缺氮叶色发黄，植株矮小，分枝少，结桃、坐桃率低。植物一旦出现缺氮症状，应及早追施氮肥，补充土壤中氮素不足，以免影响植物正常生长发育。