化学肥料是指用化学方法制造或者开采矿石，经过加工制成的肥料，也称无机肥料，包括氮肥、磷肥、钾肥、微肥、复合肥料等，它们具有以下一些共同的特点：成分单纯，养分含量高；肥效快，肥劲猛；某些肥料有酸碱反应；一般不含有机质，无改土培肥的作用。
用化学方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料。化学肥料的简称。只含有一种可标明含量的营养元素的化肥称为单元肥料，如氮肥、磷肥、钾肥以及次要常量元素肥料和微量元素肥料。含有氮、磷、钾三种营养元素中的两种或三种且可标明其含量的化肥，称为复合肥料或混合肥料。化肥的有效组分在水中的溶解度通常是度量化肥有效性的标准。品位是化肥质量的主要指标，它是指化肥产品中有效营养元素或其氧化物的含量百分率，如：氮、磷、钾、钙、钠、锰、硫、硼、铜、铁、钼、锌的百分含量。
磷肥、氮肥、钾肥是植物需求量较大的化学肥料。
根据化学性质可将化学肥料分为：
1.生理酸性肥料。在化学肥料的水溶液中牧草吸收肥料的阳离子过多，剩余的阴离子生成相应的酸类，使溶液变酸，大多数的铵盐和钾盐都属于这类肥料。
2.生理碱性肥料。如果牧草吸收利用的阴离子比吸收利用的阳离子快时，土壤溶液中阳离子过剩，生成相应的碱性化合物，使溶液变成碱性，如硝酸钙、硝酸镁等都属于碱性肥料。
3.生理中性肥料。牧草吸收阴离子与吸收阳离子的速度大致相等土壤溶液呈中性反应，如硝酸钾、硝酸铵、尿素等。根据养分的成分可将化学肥料分为：氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、微量元素等。根据用途可将化学肥料分为：基肥和追肥。
此外还可将化学肥料分为速效肥、缓效肥、长效肥。土壤用肥、叶面用肥等。
中国化肥的利用率不高，当季氮肥利用率仅为35%。据联合国粮食及农业组织的资料显示，1980年至2002年中国的化肥用量增长了61%，而粮食产量只增加了31%。肥料利用率偏低一直是中国农业施肥中存在的问题。鲁如坤等的研究发现，中国农田磷肥的利用率仅为10%～25%。磷肥利用率偏低不仅造成严重的资源浪费，还会使大量的磷素积累在土壤中，从而导致农田及环境污染。因此，提高磷肥的利用率对农业的可持续发展和环境保护等均具有重要意义。
化肥在农业生产成本（物资费用加入工费用）中占25%以上，占全部物资费用（种子、肥料、农药、机械作业、排灌等费用）的50%左右，国家、地方和农民都为此付出了很大的代价。
农民每年为购买化肥要支付1400亿元（按耕地面积计算，每年平均每公顷在购买化肥方面为1005元）。
国家和地方每年为进口化肥支付35亿美元外汇
全国为增加化肥生产能力，每年投入160亿元。
每年为生产化肥消耗能源6545万吨标煤，占全国能源生产总量的5%。世界化肥市场总体呈供需基本平衡，略有富余的局面。但各地区的发展不平衡。氮肥过剩的地区是前苏联、东欧和中东等地区，缺口地区是亚洲和西欧。磷肥生产集中在资源丰富的北美、前苏联、中国和非洲，缺口地区是亚洲、西欧和拉美等地区。钾肥集中在加拿大和前苏联等少数有资源的国家。亚洲是世界上最大的化肥缺口地区，其中氮肥缺口10%，磷肥缺口30%，钾肥90%。