芝麻是一种需肥较多的植物，每生产100千克芝麻籽，需从土壤吸收氮8.2千克、五氧化二磷2.1千克、氧化钾4.4千克，氮、磷、钾比例为1∶0.3∶0.5。芝麻以氮的吸收量最多，钾次之，磷最少。
芝麻的生育期短，早熟种从播种到成熟需80天，中熟种需90～100天，晚熟种需110天以上。各生育期的需肥规律是：幼苗期生长缓慢，根系吸收能力弱，吸收养分的比例较小；现蕾初花阶段，吸收养分能力增强，植株生长速度加快，干物质积累增加，尤以盛花结蒴阶段，生长最快，吸肥最多，60％～70％的肥料是开花以后吸收的。盛花期以后，吸收养分逐渐减少。