尿素，也称为脲，是一种化学式为CO(NH2)2的有机化合物。这种氨基化合物由两个-NH2连接在一个羰基(C=O)上构成。
1828年，弗里德里希·维勒（FriedrichWhler）发现可以由无机原料制备尿素，这是化学领域中一个重要的里程碑。这一成果首次向人们展示了一种以前被认为是生命体副产物的物质可以无需生物原料在实验室中被合成，从而与当时人们普遍认同的活力论学说相矛盾。
世界工业生产中90%以上的尿素都被用作氮肥。尿素是所有常用固体氮肥中含氮量最高的。因此，每单位氮肥的运输成本最低。
合成尿素中最常见的杂质是缩二脲，它会影响植物的生长。
尿素的施用量通常为每公顷40至300公斤，在不同情况下的施用量不尽相同。尿素的施用量较少时，由于淋滤较少，因此可以减少尿素施用时的损失。在夏季，人们通常在在下雨之前或下雨期间喷洒尿素，以最大限度地减少挥发造成的损失(氮元素会以氨气的形式挥发到大气中)。
由于尿素中氮的含量很高，所以实现尿素的均匀分布是非常重要的。施肥的设备必须经过精确地校准并正确地使用。由于有可能会破坏种子发芽，不得在接触或靠近种子的地方钻孔。尿素能够溶于水，也可以用作喷雾剂或通过灌溉系统施用。
在谷物和棉花作物中，尿素通常在播种前最后一次种植时施用。在高降雨量地区、沙质土壤中(土壤中的氮可能会通过淋滤流失)以及在季节降雨量充足的地区，尿素在生长季节可以侧施或追肥。追肥在牧草和饲料作物上也很常见。在甘蔗栽培中，尿素在种植后侧施，施于每种宿根作物。
在灌溉作物中，尿素可以干施于土壤，或者溶解并通过灌溉水施用。尿素可以溶解在与自身重量相等的水中，但随着浓度的增加，溶解变得越来越困难。尿素溶解在水中是吸热的——尿素溶解时，溶液温度下降。
通常在实际应用中，当准备用尿素溶液灌溉施肥时(注入灌溉渠)，每1L水中不能溶解超过3g尿素。
0.5%至2.0%的尿素溶液通常在园艺作物叶面施肥时使用。通常使用的是低缩二脲等级的尿素。
尿素能够从大气中吸收水分，因此通常储存在托盘上的密封袋中，如果散装储存，则用防水布将其覆盖。与大多数固体肥料一样，尿素最好储存在凉爽、干燥、通风良好的地方。
尿素是制造两种主要材料的原料:船用胶合板用的脲醛树脂和脲三聚氰胺甲醛。
尿素可以用来制造硝酸尿素，一种工业上使用的烈性炸药，也是一些简易爆炸装置的一部分。它是硝化纤维炸药中的稳定剂。
尿素应用于SNCR（选择性非催化还原反应）和SCR（选择性催化还原反应）中以减少柴油机、双燃料和稀燃天然气发动机燃烧废气中的NOx污染物。例如，BlueTec系统能够将水基尿素溶液注入排气系统。尿素水解产生的氨与氮氧化物的排放发生反应，在催化转化器内转化为氮和水。使用这些催化转化器的卡车和汽车需要携带柴油废气液，这是一种尿素水溶液。
10M的尿素溶液是一种强有力的蛋白质变性剂，因为它能够破坏蛋白质中的非共价键。利用这种特性可以用来增加一些蛋白质的溶解度。尿素和氯化胆碱的混合物被用作一种深共晶溶剂，它是一种离子液体。
尿素呼气试验使用碳-14或碳-13标记的尿素，该试验用于检测人体胃部和十二指肠中的幽门螺杆菌（H.pylori))与消化性溃疡。该试验检测的是由幽门螺杆菌产生的脲酶，该酶是由尿素生成氨的反应产生的。这一过程能够增加细菌周围胃部环境的pH值(降低了酸度)。可以通过相同的测试在如类人猿、狗和猫(包括大猫)等动物的体内检测出类似于幽门螺旋杆菌的细菌种类。
氨(NH3)是含氮化合物代谢的常见副产物。氨比尿素体积小、更易挥发、流动性好。如果任由氨在体内积聚，细胞内的pH值就会上升到有毒的水平。因此，尽管这一过程会消耗一定的能量，许多生物需要将氨转化为尿素。尿素实际上是中性的，极易溶于水，是人体运输和排泄过量氮的安全载体。
尿素作为尿素循环的一部分，在许多生物体内通过氨基酸或氨的氧化合成。在尿素循环中，由氨和L-天冬氨酸提供的氨基转化为尿素，而L-鸟氨酸、瓜氨酸、L-精氨酸琥珀酸和L-精氨酸则充当中间产物。肝脏产生尿素并且受N-乙酰谷氨酸调节。随后，尿素溶解到血液中(浓度在2.5-6.7mmol/L的参考范围内)，并作为尿液的一种成分被肾脏进一步运输和排泄。此外，少量尿素(以及氯化钠和水)通过汗液排出。
在水中，胺基被水分子缓慢置换，产生氨、铵离子和碳酸氢根离子。因此，陈旧的尿液比新鲜的尿液有更强烈的气味。
在水生生物中，含氮废物最常见的形式是氨，而陆生生物则能够将有毒氨转化为尿素或尿酸。科学家们在哺乳动物和两栖动物以及一些鱼类的尿液中发现了尿素。鸟类和蜥蜴类爬行动物有不同形式的氮代谢，其过程所需的水更少，因此最终以尿酸的形式将氮排泄。值得注意的是，蝌蚪在蜕变过程中会分泌氨，但会转化为尿素。尽管上文中有所概括，但是尿素在生物体内的运输过程不仅在哺乳动物和两栖动物中有记载，在许多其他生物中也有记载，如：鸟类、无脊椎动物、昆虫、植物、酵母、真菌，甚至微生物等。
合成
第二步反应是尿素的转化过程:氨基甲酸铵缓慢的吸热分解成尿素和水；
由于尿素转化不完全，产品必须与未反应的氨基甲酸铵分离。在早期的“直通式”尿素工厂中，这是通过将系统压力降低到大气压来让氨基甲酸铵分解回氨和二氧化碳来实现的。最初，因为再压缩氨和二氧化碳用于循环是不经济的，氨至少可以用于制造其他产品，例如硝酸铵或硫酸铵。(而二氧化碳通常会被废弃。)后来的工艺方案可以回收未被利用的氨和二氧化碳。这是通过将反应溶液分阶段减压(首先减压至18-25bar，然后减压至2-5bar)，并在每个阶段都通过蒸汽加热来实现氨基甲酸铵分解，然后在降膜氨基甲酸铵冷凝器中重新将二氧化碳和氨结合，并将氨基甲酸铵溶液泵入上一步反应的容器中。
汽提
“全循环”这个概念有两个主要缺点。首先是流程方案的复杂性，因为需要大量的工艺设备。其次是氨基甲酸铵溶液中循环的水量，这对于尿素转化反应的平衡以及整个工厂的效率有不利。“汽提”这一概念是由荷兰的Stamicarbon在20世纪60年代初提出的，它解决了这两个问题，还改善了工艺中的热量回收和再利用。
氨基甲酸铵的生成/分解中的平衡位置取决于反应物的分压。在总循环过程中，可以通过降低总压力来促进氨基甲酸铵分解，从而降低氨和二氧化碳的分压。然而，通过仅抑制一种反应物的分压，可以在不降低总压力的情况下达到类似的效果。汽提过程首先将二氧化碳通过汽提塔(一种氨基甲酸铵的分解器，在全系统压力下运行，并配置为提供最大的气液接触)，而不是像在全循环过程中那样将二氧化碳和氨一起直接送入反应器中。这样可以冲洗掉游离氨，降低其在液面上的分压，并将其直接带到氨基甲酸铵冷凝器中(该过程也在全系统压力下进行)。从那里，重新合成的的氨基甲酸铵溶液直接进入到反应器。这样就完全消除了全循环过程的中压阶段。
副反应
有两个反应会产生杂质。两个尿素分子结合脱去一分子氨会形成缩二脲：
氰酸铵与尿素也处于化学平衡中，其热分解则生成异氰酸:
当尿素溶液在低压下加热时，反应最不理想，这种情况发生在造粒时的溶液浓缩过程。反应产物大多挥发到塔顶蒸汽中，它们再次冷凝成尿素时重新结合，进而污染工艺冷凝液。
腐蚀性
精加工
尿素可以被进一步加工成小球、颗粒、芯块、晶体和溶液等形式。
固体形式
尿素硝铵溶液
在实验室中，光气与伯或仲胺发生反应，通过异氰酸酯中间体，可以得到更一般意义上的尿素。不对称脲可以通过伯胺或仲胺与异氰酸酯的反应获得。
此外，当光气与氨反应时产生尿素:
尿素是通过硫脲的S-烷基化将卤代烷转化为硫醇的副产物。这种反应通过异硫脲盐的中间体进行:
在这个反应中，R为烃基，X为卤素，M为碱金属。
由于尿素易于形成多孔框架，所以它能够捕获许多有机化合物。在这些所谓的包合物中，有机“客体”分子被存储在由氢键脲分子组成的互穿螺旋形成的通道中。利用这个特点可以对混合物进行分离，例如在航空燃料和润滑油的生产中，以及在烃的分离中。
由于螺旋是相互连接的，晶体中的所有螺旋都必须相同的分子手性。这是在晶体成核时确定的，因此可以人为诱导。所得晶体已经应用在分离外消旋混合物中。
尿素能够与醇反应生成氨基甲酸酯。
尿素能够与丙二酸酯反应生成巴比妥酸。
尿素一词是源于法语urée的新拉丁语，来自古希腊语中的ορονouron，意为“尿”。