現代氮肥工業生產所用的原料主要是合成氨。 生產合成氨的哈伯（Haber）法裝置於1913年建成， 並在德國首先實現工業化， 成為氮肥工業的基礎。 氨合成的原理是將氫和氮按3：1的比例混合進行反應， 其基本反應式如下：
合成氨所需的氮氣來自空氣， 氫氣來自水或燃料(煤、石油或天然氣)。 合成氨經氧化即可制取硝酸(HNO3)， 它也是氮肥工業的原料。 其反應式為：
合成的氨可直接做氮肥施用， 也是生產其他氮肥的基本原料。 迄今為止， 除石灰氮外， 其他的化學氮肥均由合成氨加工而成， 如下圖所示。
化學氮肥有多種分類方法：其一是按含氮基團進行分類， 將化學氮肥分為銨態氮肥、硝態氮肥、醯胺態氮肥和氰氨態氮肥4類， 這種方法較為常用；其二是根據肥料中氮素的釋放速率， 可將氮肥分為速效氮肥和緩釋/控釋氮肥。 此外， 根據化學氮肥施入土壤後殘留酸根與否，
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