氮素是蛋白质的主要成分，是生命活动的物质基础，被称为生命元素。蛋白质平均含氮16%左右，是细胞原生质的重要组成成分。细胞增殖、植物生长发育都和蛋白质代谢有着密切关系。核酸的形成也需要氮素参加，核糖核酸和脱氧核糖核酸是蛋白质生物合成和遗传信息传递的物质基础，酶的本质也是蛋白质，在有些细胞的可溶性蛋白质中酶占有相当大的比例，如二磷酸核酮糖羧化酶占叶细胞可溶性蛋白的50%。氮素通过酶的催化效应影响多种生化反应。植物体内的许多重要活性物质也都是含氮化合物，例如多种维生素、植物激素、生物碱、磷酯、叶绿素等。因而氮素对许多物质转化过程产生重要影响。与能量代谢、生物氧化有密切关系的腺苷三磷酸、烟酰胺腺嘌呤核苷酸、铁氧还素等的形成也需要氮素参加。氮素可以调节激素形成和激素平衡，并能促进和调控制器官生长。氮素不足时植株生长短小，分枝分蘖少，叶色变淡，尤其是基部叶片，株型也发生改变。氮、碳等元素是构成有机物（如蛋白质）的主要元素，碳可以由光合作用获得，氮需要由根部吸收进入。缺氮时植株矮小，叶片发黄。