Растения в почве питаются в основном неорганическими соединениями в виде ионов. Они могут поглощать некоторые органические соединения (отдельные аминокислоты, при определенных условиях — мочевину, фитин и др.). Азотное питание у бобовых и некоторых других культур осуществляется также за счет фиксации азота воздуха при участии клубеньковых бактерий. При корневом питании растения ассимилируют необходимые им элементы (N, Р, S, К, Mg, Са, Fe, Mn, Си, Zn, Mo, В, Na и др.). Минеральное питание включает также передвижение в растениях элементов и вторичное их использование (реутилизация). Образующиеся в почве и вносимые в виде удобрений питательные соли растворяются в почвенном растворе и распадаются (диссоциируют) на ионы, которые поглощаются корнями растений. Корни все время дышат и, следовательно, выделяют окись углерода, которая, растворяясь в клеточном соке, образует угольную кислоту, диссоциирующую на ионы Н+ и НС0₃-. Эти ионы насыщают поверхность корней и корневых волосков и могут обмениваться на катионы и анионы почвенного раствора. Обменное поглощение обеспечивает первый этап питания — насыщение поверхности корней и корневых волосков ионами питательных солей.

Поглощенные ионы передвигаются в растительных клетках. В корнях растений поглощение и передвижение элементов питания происходят иногда по законам диффузии, а чаще — активно и избирательно. Однако почвенный и вообще питательный раствор должен быть физиологически уравновешенным, т. е. иметь определенное соотношение между катионами и анионами. Избыток ионов даже питательных солей может нарушить уравновешенность раствора и понизить эффективность удобрений.

Особенно вреден избыток ионов Н+ (кислые почвы) и ОН- (щелочные почвы). В кислых почвах очень часто присутствуют во вредных концентрациях ионы алюминия, железа и марганца. Засоленные почвы, содержащие NaCl, Na₂S0₄, также неблагоприятны для нормального питания растений.

Обычно уже в корнях растений начинается усвоение питательных веществ. Поглощенные нитраты восстанавливаются специальными ферментами (нитратредуктазами) до аммиака. В результате дальнейших восстановительных процессов в корнях образуются аминокислоты — аланин, аспарагиновая и глютаминовая кислоты (в состав некоторых аминокислот входят сульфаты и сера) и их амиды — аспарагин и глютамин. В корнях растений могут также образовываться органические фосфаты.

Поглощение, передвижение и превращение солей связаны с дыханием корней, при котором выделяются и энергия, и необходимые вещества для усвоения азота и других элементов питания. Это определяет важность создания всех условий для дыхания корней: обеспечение их кислородом (хорошая аэрация почвы), углеводами (за счет фотосинтеза или имеющихся в растении запасов), а также соблюдение соответствующей температуры, отсутствие в питательном растворе ядов (сероводорода и др.).

Минеральные и образовавшиеся из них органические вещества из корневой системы передвигаются к листьям и растущим органам растений. Скорость и пути перемещения элементов минерального питания в надземной части регулируются растением.

Поступая в растения в виде минеральных соединений, элементы питания сразу же включаются в обмен веществ. Уже через несколько минут после внесения меченого фосфора он был обнаружен во всех органах растений и не только в минеральной форме, но и в составе многих органических соединений. С помощью меченого изотопа ^I5N установлено, что аммонийный и нитратный азот очень быстро вступают в синтез аминокислот и белка в растениях.

Через 5 мин после заправки в почву меченого аммонийного азота в корнях растений можно обнаружить аминокислоты, а несколько позже — и белки.