作物具有吸收同化无机氮化物的能力。因此，除存在于土壤中的少量可溶性含氮有机物，如尿素，氨基酸，酰铵等外，作物从土壤中吸收的氮素主要是铵盐和硝酸盐，既铵态氮和硝态氮，被吸收到体内的铵态氮，可直接光合作用产物有机酸结合，形成氨基酸，进而形成其它含氮有机物。而硝态氮在体内还原呈铵态氮后才能被吸收利用。植物吸收的氨和硝态氮还原成的氨，在体内不能积累过多，否则会使植物中毒，氨中毒使植物的呼吸作用降低，蛋白质合成受阻。未经还原的硝态氮可以在植物体内积累，如养麦、烟草等旱作物和盐土上生长的耐盐植物，都能积累较多的硝酸盐，蔬菜也可在叶片中积累大量的硝酸盐。
由于作物体内与氨结合成氨基酸的有机酸，来源于光合作用产物，如丙酮酸(氨化后成丙氨酸)，Q-酮戊二酸(氨化后成谷氮酸)。因此，植物对氮素的吸收，在很大程度上依赖于光合作用的强度，这与群众在实践中认识的施肥效果往往在晴天较好较快的经验相一致。
缺氮的植株施用适量氮肥后，由于体内大量合成了高分子含氮有机物，使植株迅速生长和叶色变黑，因此在生产实践中，氮肥的效果最易从植株的长相和叶色改变中观察到。
虽然铵态氮和硝态氮作为植物氮源的价值相同，但在两种氮源可以选择的条件下，不同植物的相对吸收量仍有明显差异。这种差异受植物的种类、品种和生育期，土壤溶液的反应(PH)及溶液中各种离子的相对含量，两种氮源的浓度等因素的影响。在大田作物中，一般烟草、棉花等旱作物对硝态氮的反应较好，水稻则较多吸收铵态氮。
植物能经由叶面和根直接吸收尿素和某些铵盐作氮源。但尿素在体内的同化过程尚未完全搞清，一般认为，尿素在作物体内尿酶的作用下分解为铵态氮后被利用。