长期过量而单纯地使用化肥，会使土壤酸化，土壤深液中和土壤微团上有机、无机复合体的胶离子量增加，并代换Ca2+、Mg2+等，使土壤胶体分散，封结构破坏，土地板结，直接影响到农业生产成本和作物的产量和质量
其利用率氮30%－60%，磷为3%－25%，钾为30%－60%。因此，化肥用量过大，或使用虽属正常，但由于其他自然或人为原因，都会使化肥大量流失，污染环境。合理使用肥料，对提高单位面积产量和不断提高土壤肥力均起着重要作用。但是，任何种类和形态的化肥都不可能全部被植物吸引利用。肥料是植物的粮食，是提高农业生产的物质基础之一
施用于农田的氮肥，有相当数量直接从封表面挥发成气体，进入大气，还有相当一部分以有机或无机氮形态进入土壤，在土壤微生物作用下，从难溶态、吸附态和水溶态的氮化合物转化成氮和氮氧物，然后进入大气
为了防止环境污染，应对施用化肥进行控制和管理，要根据不同地区，不同土壤，不同作物及品种，在不同暑期，按照作物所需营养状况，适时适量地进行施肥
施用化肥还会造成水中氮、磷含量的增加，使藻类等水生植物生长过快，造成河流、湖泊、内海的富营养化
使用化肥的地区，井水或河水中氮化合物的含量将增加。亚硝酸盐的生物毒性比硝酸盐大5~10倍，亚硝酸盐与胺类结合形成的N—亚硝基化合物则是强致癌物质。食品和饲料中亚硝酸盐含量过高，曾引起过小儿和牲畜中毒，化肥中还有其他一些杂质，如磷矿石中含镉1~100毫克/千克，含铅5~10毫克/千克，这些杂质也可造成环境污染